OSILASI PADA PEGAS
Osilasi terjadi bila sebuah sistem diganggu dari posisi kesetimbangan stabilnya. Karakteristik gerak osilasi yang paling dikenal adalah gerak tersebut bersifat periodik, yaitu berulang-ulang. banyak contoh osilasi yang suadah dikenali, misal perahu kecil yang berayun naik turun, badul jam yang berayun ke kiri dan ke kanan, dan senar alat musik yang bergetar. Contoh lain yang kurang akrab dengan kita adalah osilasi molekul udara dalam gelombang bunyi dan osilasi arus listrik pada perangkat radio dan televisi.
Modulus elastik yang banyak macamnya itu masing-masing merupakan besaran yang menyatakan sifat elastik suatu bahan tertentu dan bukan menunjukkan langsung sebrapa jauh sebuah batang, kabel, atau pegas yang terbuat dari bahan yang bersangkutan mengalami perubahan akibat pengaruh beban.
Dengan perkataan lain, besar tambahan panjang sebuah benda yang mengalami tarikan dihitung dari panjang awalnya sebanding dengan besar gaya yang meregangkannya. Hukum Hoke mulanya diungkapkan dalam bentuk ini, jadi tidak ada dasar pengertian tegangan dan regangan.
Apabila sebuah pegas kawat ulir diregangkan, tegangan di dalam kawat itu praktis merupakan tegangan luncur semata. Pertambahan penjang pegas itu sebagai keseluruhan berbanding lurus dengan besar gaya yang menariknya. maksudnya, persamaan berbentuk F=k.x itu tetap berlaku, dimana konstanta k bergantung pada modulus luncur kawat itu, pada radiusnya, pada radius ulirnya, dan pada jumlah ulir.
Satu gerak osilasi yang lazim dan sangat penting adalah gerak harmonik sederhana.
1. Analisis Gaya pada Getaran Harmonik Sederhana.
Getaran harmonik sederhana adalah suatu getaran, dalam hal ini resultan gaya yang bekerja pada titik sembarang selalu mengarah ketitik keseimbangan. Selain itu pada getaran ini besar resultan gaya sebanding dengan jarak tiitk sembarang ke tiitik kesetimbangan.
Pada keadaan setimbang, pegas tidak mengerjakan gaya pada benda. apabila disimpangkan sejauh x dan kedudukan setimbangnya, pegas mengerjakan gaua -kx seperti yang diberikan oleh Hukum Hooke. Hukum Hooke menyatakan bahwa besarnya gaya yang mengakibatkan perubahan bentuk (panjang) pegas sebanding dengan perubahan panjang yang terjadi, asalkan batas kelentingannya tidak melampaui.
Gaya pemulihan merupakan gaya yang mengembalikan pegas ke bentuk semula, dinyatakan oleh:
F= -kx
Dengan F= Gaya Tarik Beban
k = konstanta gaya pegas
x = Simpangan
Tanda minus pada hukum Hooke muncul karena pegas ini berlawanan arah dengan simpangan.
2. Periode dan Frekuensi
Getaran adalah gerak bolak-balik secara periodik melalui titik kesetimbangan. Selang waktu yang dibutuhkan untuk melakukan satu kali getaran disebut Periode (T) dalam sekon (s). Sedangkan frekuemsi (f) adalah banyaknya getaran yang dilalukan sebuah benda dalam satu sekon.
Periode getaran harmonik dirumuskan:
Oleh karena hubungan antara periode dan frekuensi dirumuskan: T = 1/f maka frekuensi getaran harmonik dapat ditentukan dengan rumus :
Dengan periode tersebut maka dapat dicari tetapan pegasnya, yaitu:
Oleh: Singgih, Didik, Suparti, Amri, Muhammad
Fisika R UNY '06
