Page 114 - E-modul fisika berbasis SETS

E-MODUL FISIKA BERBASIS SETS
GETARAN HARMONIK

SOCIETY

Pernahkah kamu mengamati anak-anak
bermain ayunan? Jika kamu perhatikan,
anak-anak tersebut akan berayun
secara teratur ke depan dan ke belakang
melalui satu titik yang sama yaitu titik
setimbang, Gerakan ayunan tersebut
termasuk gerak harmonik

Berdasarkan hasil diskusi yang sudah kamu lakukan, saat bandul berayun terjadi getaran
harmonik sederhana. Bandul yang diayunkan dan bergerak bolak-balik terus-menerus disebut
getaran harmonik. Jadi, getaran harmonik adalah gerak bolak-balik melalui titik kesetimbangan
dan terjadi secara terus-menerus (kontinu). Contoh lain getaran harmonik adalah ayunan bandul
matematis (Gambar 5.1).
Posisi setimbang bandul benda di titik A. Pada posisi tersebut, berat beban sama dengan
tegangan talinya ( = ). Ketika bandul disimpangan dengan sudut ke titik B, gaya-gaya yang
bekerja pada bandul digambarkan pada Gambar 5.1.
Tegangan tali ( ) dan komponen berat bandul yang searah dengan tegangan tali ( cos )
berada dalam kesetimbangan sehingga bandul tetap berada pada lintasan lengkung yang berupa
busur lingkaran. Adapun komponen berat yang tegak lurus dengan tegangan tali ( sin )
merupakan gaya pemulih yaitu gaya yang menyebabkan bandul bergerak bolak-balik. Secara
matematis, gaya pemulih dirumuskan sebagai berikut.

= − sin

...(5.1)
Keterangan:
= Gaya Pemulih ( )

= massa benda ( )
= sudut simpangan (° )

Tanda negatif pada persamaan diatas menunjukkan bahwa arah gaya pemulih berlawanan
arah dengan arah gerak bandul. Gaya pemulih mencapai maksimum saat nilai sin = 1 (bandul
berada di titik terjauh) dan akan minimum ketika nilai sin = 0 (bandul berada di titik

setimbang.
Selain pada bandul, getaran harmonik juga terjadi pada pegas. Pegas tergolong benda
elastis, yaitu mampu kembali ke bentuk semula setelah gaya pengganggu dihilangkan.
Berdasarkan Hukum Hooke, apabila pegas ditarik dengan simpangan tertentu lalu dilepaskan, Page104

Untuk Kelas X SMA/MA Semester 2