Page 82 - E-Modul Fisika SETS Kelas X Semester 2_PRISMA DONA
P. 82
E-MODUL FISIKA BERBASIS SETS
GETARAN HARMONIK
TUGAS
Mengenal Getaran Harmonik
Coba kunjungi taman dekat rumah atau sekolah kamu
yang terdapat ayunan. Cobalah bermain ayunan
tersebut. Gerakan ayunan merupakan salah satu
aplikasi dari getaran harmonik. Coba diskusikan
dengan temanmu jawaban dari pertanyaan-pertanyaan
berikut. Bagaimana gerak ayunan tersebut? Bagaimana
gerak ayunan jika ditarik dengan simpangan tertentu?
Apa yang terjadi pada gerak ayunan ketika
disimpangan paling tinggi? Apa perbedaannya?
Lakukanlah tugas ini dengan teman sebangkumu dan sampaikan hasilnya di depan kelas.
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 Page74
elastis, yaitu mampu kembali ke bentuk semula setelah gaya pengganggu dihilangkan.
Berdasarkan Hukum Hooke, apabila pegas ditarik dengan simpangan tertentu lalu dilepaskan,
Untuk Kelas X SMA/MA Semester 2
