shabrinafathania: Getaran

Getaran

Getaran adalah peristiwa gerak bolak-balik sebuah benda terhadap suatu titik kesetimbangan. Contoh getaran sederhana di antaranya: getaran beban yang digantung pada ujung pegas, getaran senar gitar pada saat dipetik, getaran pada bandul sederhana, getaran atom pada zat padat, dan sebagainya.

Jenis Getaran
Getaran ada dua jenis, yaitu getaran mekanis dan getaran nonmekanis. Getaran mekanis adalah getaran dimana benda yang bergetar mengalami pergeseran linear atau pergeseran sudut. Sedangkan, getaran nonmekanis melibatkan perubahan pada besaran-besaran fisika. Contoh-contoh getaran di atas merupakan getaran mekanis, sedangkan contoh getaran nonmekanis di antaranya adalah medan listrik dan medan magnet.

Mula-mula beban berada pada posisi A, kemudian kita tarik sedemikian sehingga sampai pada posisi B. Apa yang terjadi? Beban kembali ke posisi A, kemudian ke posisi C, dan kembali ke posisi A, begitu seterusnya. Terlihat bahwa beban melakukan gerak bolak-balik terhadap titik kesetimbangan (A).
Jarak antara posisi benda saat bergetar dengan posisi pada keadaan setimbang disebut simpangan. Simpangan terjauh disebut amplitudo. Dalam bahasan getaran, kita mengenal istilah baru, yaitu periode dan frekuensi.
Secara umum dikenal dua macam jenis getaran berdasarkan proses terjadinya getaran, yaitu :
- Getaran Bebas,
merupakan getaran yang terjadi ketika sistem mekanis dimulai dengan adanya gaya awal yang bekerja pada sistem itu sendiri, lalu dibiarkan bergetar secara bebas. Getaran bebas akan menghasilkan frekuensi yang natural karena sifat dinamika dari distribusi massa dan kekuatan yang membuat getaran. Contohnya adalah Bandul yang ditarik kemudian dilepaskan dan dibiarkan menghasilkan getaran sampai pergerakan bandul tersebut berhenti.
- Getaran Paksa,
merupakan getaran yang terjadi ketika gerakan bolak-balik karena adanya gaya luar yang secara paksa menciptakan getaran pada sistem. Contohnya adalah getaran rumah yang roboh ketika gempa.
Istilah Dalam Getaran
Dalam bahasan getaran, kita mengenal istilah baru, yaitu periode dan frekuensi.
Periode Getaran
Untuk memahami pengertian periode getaran dapat dilakukan dengan percobbaan berikut.
1. Pasangkan salah satu ujung pegas dengan beban dan ujung yang lain pada statif, seperti pada gambar.
2. Tarik beban lurus ke bawah, dan tandai posisi awal dari beban pada statif dengan menggunakan pita, kemudian lepaskan beban.
3. Hitung waktu yang diperlukan bagi beban untuk melewati pita sebanyak n kali dengan stopwatch.

Jika diperhatikan, nilai $\frac{t}{n}$ pada setiap baris memiliki nilai yang sama. Nilai perbandingan inilah yang kita katakan sebagai periode suatu getaran. Jadi, periode adalah selang waktu yang diperlukan sebuah benda untuk melakukan satu getaran lengkap. Dalam Sistem Internasional (SI), periode dilambangkan dengan T dan memiliki satuan sekon (s).

$T=\frac{t}{n}$

dengan:
T = periode (sekon)
t = waktu (sekon)
n = banyak getaran
Walaupun simpangan pada pegas diperbesar, nilai dari periode tidak akan berubah. Dengan kata lain, periode getaran tidak dipengaruhi oleh besar amplitudo. Pada gambar getaran di halaman sebelumnya, satu periode berarti waktu yang diperlukan oleh beban untuk bergerak dari B ke B lagi dengan lintasan B – A – C – A – B.
Frekuensi Getaran
Frekuensi adalah banyaknya getaran dalam satu detik. Dalam Sistem Internasional (SI), frekuensi dilambangkan dengan f dan memiliki satuan Hertz (Hz).

$f=\frac{n}{t}$

dengan:
f = frekuensi (Hz)
t = waktu (sekon)
n = banyak getaran
Karena frekuensi adalah kebalikan dari periode, maka di antara keduanya berlaku hubungan :

$f=\frac{1}{T}\text{ atau }T=\frac{1}{n}$

Contoh Soal :

1. Dalam 1 sekon, lintasan yang ditempuh beban pada Gambar 1 adalah 2-1-3-1-2-1-3. Berapakah frekuensi dan periode getaran tersebut?

Penyelesaian :

Jumlah getaran yang terjadi adalah 1,5 getaran. Waktu untuk menempuh 1,5 getaran adalah 1 sekon. Jadi frekuensi f = 1,5 getaran / sekon = 1,5 Hz. Dan periode T :