Getaran

Getaran : Pengertian, Jenis, dan Rumus Beserta Contoh Soalnya Lengkap – Tahukah anda apa yang dimaksud dengan getaran ?? Jika anda belum mengetahuinya anda tepat sekali mengunjungi gurupendidikan.com. Karena disini akan mengulas tentang pengertian getaran, jenis getaran, rumus getaran, dan contoh soal getaran secara lengkap. Oleh karena itu marilah simak ulasan yang ada dibawah berikut ini.

Contents

• 1 Pengertian Getaran

• 2 Jenis-Jenis Getaran

• 3 Contoh Soal Getaran

• 3.1 Posting terkait:

Pengertian Getaran

---

Gambar diatas ialah contoh getaran pada bandul sederhana, berdasarkan pada bandul tersebut, Satu Kali Getaran ialah satu kali pergerakan bandul dari titik A – B – C – B – A. Satu Kali getaran juga bisa dihitung titik mulainya dengan titik B atau Titik C.

Getaran Pada Bandul Sederhana

Kemudian Pada Gambar kedua adalah contoh Getaran pada pegas yang diberikan beban. Satu Kali Getaran pada Pegas Tersebut misalnya B – A – C – A – B. Satu Kali Getaran juga bisa dihitung dari titik mulainya dengan titik A atau Titik C.

                                      Getaran Pada Pegas

Amplitudo yakni simpangan terjauh dari titik keseimbangan. Amplitudo bisa diartikan ialah jarak paling jauh dari titik keseimbangan saat terjadi getaran. Perhatikan kembali Gambar pada bandul dan pegas sederhana diatas.

• Pada Gambar Bandul, titik keseimbangannya adalah titik B, dan Amplitudonya adalah BA dan BC. Karena semakin lama gerakan bandul akan semakin kecil, sehingga titik getaran pertamalah yang merupakan amplitudo dari bandul tersebut.

• Pada Gambar Pegas, Titik keseimbangannya merupakan titik A, dan Amplitudonya adalah adalah AB dan AC. Karena semakin lama gerakan pegas juga akan semakin melemah, jadi getaran pertamalah yang merupakan amplitudo dari pegas tersebut.

Baca Juga :  Definisi Serta Sumber Anggaran Pendapatan dan Belanja Daerah DI Indonesia
Frekuensi Getaran yaitu banyaknya jumlah getaran yang terjadi dalam satu detik. Satuan Frekuensi dalam Sistem Internasional yaitu Hertz (Hz). Dalam Fisika, Frekuensi disimbolkan dengan huruf “f” dan Rumusnya :
F = n / t
f = Frekuensi (Satuannya Hertz disingkat Hz)
n = Jumlah Getaran
t = Waktu (Satuannya Sekon disingkat s)
Periode yaitu waktu yang diperlukan untuk melakukan satu kali getaran. Satuan Periode dalam Sistem Internasional adalah Sekon (s). Dalam Fisika, Periode disimbolkan dengan huruf “T” dan Rumusnya :
T = t / n
T = Periode (Satuannya Sekon disingkat s)
t = Waktu (Satuannya Sekon disingkat s)
n = Jumlah Getaran
T = 1 / f dan F = 1 / T
T = Periode (Satuannya Sekon disingkat s)
f = Frekuensi (Satuannya Hertz disingkat Hz)

---

Jenis-Jenis Getaran

---

Contoh Soal Getaran
t = 1 menit = 60 s
n = 40 getaran
Daftar isi
1

Getaran merupakan suatu peristiwa gerak bolak balik secara teratur suatu benda melalui satu titik seimbang. Karena terjadi dengan teratur, getaran sering juga disebut dengan gerak periodik. Kuat atau lemahnya pergerakan benda tersebut dipengaruhi oleh jumlah energi yang diberikan. Semakin besar energi yang diberikan maka semakin kuat pula getaran yang terjadi. Satu Getaran sama dengan satu kali gerakan bolak balik penuh dari benda tersebut. Contoh sederhana getaran yaitu gerakan pegas yang diberikan beban, misalnya pemanfaatan pegas untuk menjadi ayunan anak.

Getaran Pada Bandul Sederhana

Getaran Pada Bekas

Amlitudo

Frekuensi

Keterangan :

Periode

Keterangan :

Periode dan Frekuensi saling berhubungan dan bisa dihubungkan satu dengan lainnya. Periode adalah kebalikan dari frekuensi demikian pula sebaliknya. Oleh karena itu didapatkan persamaan :

Keterangan :

Secara umum dikenal dua macam jenis getaran berdasarkan proses terjadinya getaran, yakni :

1. Getaran Bebas

Getaran Bebas, adalah 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

Bandul yang ditarik kemudian dilepaskan dan dibiarkan menghasilkan getaran sampai pergerakan bandul tersebut berhenti.

2. Getaran Paksa

Getaran Paksa, ialah suatu getaran yang terjadi ketika gerakan bolak-balik karena adanya gaya luar yang secara paksa menciptakan getaran pada sistem.

Contohnya : yaitu getaran rumah yang roboh ketika gempa.

Sebuah bandul digetarkan sehingga selama 1 menit menghasilkan 40 getaran. Tentukan periodenya?

Penyelesaian :

Diketahui :

Ditanya : T = ?

Jawab :

T= t/n

T=60/40= 1,5 s

Jadi, sebuah bandul mempunyai nilai periode nya 1,5 s

Getaran adalah suatu gerak bolak-balik di sekitar kesetimbangan. Kesetimbangan di sini maksudnya adalah keadaan di mana suatu benda berada pada posisi diam jika tidak ada gaya yang bekerja pada benda tersebut. Getaran mempunyai amplitudo (jarak simpangan terjauh dengan titik tengah) yang sama.

• Jenis getaran
• 2Analisis getaran
  • 2.1Getaran bebas tanpa peredam
  • 2.2Getaran bebas dengan redaman
  • 2.3Getaran paksa dengan redaman
• 3Pranala luar

Jenis getaran[sunting | sunting sumber]
Analisis getaran[sunting | sunting sumber]
Getaran bebas tanpa peredam[sunting | sunting sumber]
Model massa-pegas sederhanal



Gerakan harmonik sederhana sistem benda-pegas


Getaran bebas dengan redaman[sunting | sunting sumber]






Nilai X, amplitudo awal, dan ${\displaystyle \phi }$, ingsutan fase, ditentukan oleh panjang regangan pegas.

Getaran adalah gerakan bolak-balik suatu benda melalui titik setimbang. Perhatikan gambar dibawah :


Dari gambar diatas, kita bisa liat bahwa satu getaran penuh dari ilustrasi bandul tersebut teridiri dari :
a. B-A-B-C-B 
b. A-B-C-B-A 
c. C-B-A-B-C
Semogakalian bisa ngerti ya, kalo gw jelasinnya kayak gitu. Kalo nggak ngerti ya dimengerti. Iya kan?

1. Simpangan dan Amplitudo Getaran 
Simpangan adalah jarak beban ketitik setimbang. 

Coba kalian perhatiin gambar pegas dibawah. Walaupun nggak mirip tapi anggap aja itu pegas. OK!
 
Dari gambar di atas, kita bisa liat kalo titik setimbangnya berada pada huruf "a". Ketika jarak beban ketitik setimbang 1 cm, kita katakan simpangan getaran 1 cm. Ketika jarak beban ketitik setimbang itu 3 cm, kita katakan simpangan getaran 3cm. Demikian seterusnya. Simpangan berubah tiap waktu karena benda mendekati atau menjauhi titik setimbang.


Sedangkan amplitudo adalah simpangan terbesar dari suatu getaran. Besaran amplitudo dilambangkan dengan huruf "A". Dari gambar diatas kita bisa liat kalo amplitudo dari pegas tersebut adalah jarak a-b atau jarak a-c.

2. Periode Getaran
 Periode getaran adalah waktu yang diperlukan benda untuk melakukan suatu getaran. Periode getaran dilambangkan dengan huruf T. Untuk menentukan periode getaran kita dapat mengukur langsung waktu yang diperlukan untuk melakukan satu getaran penuh.
Namun, cara mengukur semacam ini seringkali menimbulkan kesalahan karena salah satu getaran biasanya berlangsung sangat singkat. 
Oleh karena itu, biasanya kita mengukur waktu yang diperlukan benda untuk melakukan sejumlah getaran. Periode getaran dapat dihitung dari waktu yang tercatat dibagi jumlah getaran.
Untuk mempermudah, kita bisa gunakan persamaan berikut.



3. Frekuensi Getaran
Frekuensi getaran adalah banyaknya getaran yang dilakukan benda setiap detik. Frekuensi dilambangkan dengan huruf "f". Satuan frekuensi adalah getaran per sekon atau diberi istilah khusus, yaitu hertz disingkat Hz.
Untuk menentukan frekuensi pada suatu getaran, kita bisa gunakan persamaan berikut ini.

Dengan :
f = frekuensi getaran (Hz)
N = jumlah getaran
t = waktu untuk sekali getaran

Getaran bebas terjadi bila sistem mekanis dimulai dengan gaya awal, lalu dibiarkan bergetar secara bebas. Contoh getaran seperti ini adalah memukul garpu tala dan membiarkannya bergetar, atau bandul yang ditarik dari keadaan setimbang lalu dilepaskan.

Getaran paksa terjadi bila gaya bolak-balik atau gerakan diterapkan pada sistem mekanis. Contohnya adalah getaran gedung pada saat gempa bumi.

Dasar analisis getaran dapat dipahami dengan mempelajari model sederhana massa-pegas-peredam kejut. Struktur rumit seperti badan mobil dapat dimodelkan sebagai "jumlahan" model massa-pegas-peredam kejut tersebut. Model ini adalah contoh osilator harmonik sederhana.

Pada model yang paling sederhana redaman dianggap dapat diabaikan, dan tidak ada gaya luar yang memengaruhi massa (getaran bebas).

Dalam keadaan ini gaya yang berlaku pada pegas F_s sebanding dengan panjang peregangan x, sesuai dengan hukum Hooke, atau bila dirumuskan secara matematis:

dengan k adalah tetapan pegas.

Sesuai Hukum kedua Newton gaya yang ditimbulkan sebanding dengan percepatan massa:

Karena F = F_s, kita mendapatkan persamaan diferensial biasa berikut:

Bila kita menganggap bahwa kita memulai getaran sistem dengan meregangkan pegas sejauh A kemudian melepaskannya, solusi persamaan di atas yang memerikan gerakan massa adalah:

Solusi ini menyatakan bahwa massa akan berosilasi dalam gerak harmonis sederhana yang memiliki amplitudo A dan frekuensi f_n. Bilangan f_n adalah salah satu besaran yang terpenting dalam analisis getaran, dan dinamakan frekuensi alami takredam. Untuk sistem massa-pegas sederhana, f_n didefinisikan sebagai:

Catatan: frekuensi sudut ${\displaystyle \omega }$ (${\displaystyle \omega =2\pi f}$) dengan satuan radian per detik kerap kali digunakan dalam persamaan karena menyederhanakan persamaan, namun besaran ini biasanya diubah ke dalam frekuensi "standar" (satuan Hz) ketika menyatakan frekuensi sistem.

Bila massa dan kekakuan (tetapan k) diketahui frekuensi getaran sistem akan dapat ditentukan menggunakan rumus di atas.

Bila peredaman diperhitungkan, berarti gaya peredam juga berlaku pada massa selain gaya yang disebabkan oleh peregangan pegas. Bila bergerak dalam fluida benda akan mendapatkan peredaman karena kekentalan fluida. Gaya akibat kekentalan ini sebanding dengan kecepatan benda. Konstanta akibat kekentalan (viskositas) c ini dinamakan koefisien peredam, dengan satuan N s/m (SI)

Dengan menjumlahkan semua gaya yang berlaku pada benda kita mendapatkan persamaan

Solusi persamaan ini tergantung pada besarnya redaman. Bila redaman cukup kecil, sistem masih akan bergetar, namun pada akhirnya akan berhenti. Keadaan ini disebut kurang redam, dan merupakan kasus yang paling mendapatkan perhatian dalam analisis vibrasi. Bila peredaman diperbesar sehingga mencapai titik saat sistem tidak lagi berosilasi, kita mencapai titik redaman kritis. Bila peredaman ditambahkan melewati titik kritis ini sistem disebut dalam keadaan lewat redam.

Nilai koefisien redaman yang diperlukan untuk mencapai titik redaman kritis pada model massa-pegas-peredam adalah:

Untuk mengkarakterisasi jumlah peredaman dalam sistem digunakan nisbah yang dinamakan nisbah redaman. Nisbah ini adalah perbandingan antara peredaman sebenarnya terhadap jumlah peredaman yang diperlukan untuk mencapai titik redaman kritis. Rumus untuk nisbah redaman (${\displaystyle \zeta }$) adalah

Sebagai contoh struktur logam akan memiliki nisbah redaman lebih kecil dari 0,05, sedangkan suspensi otomotif akan berada pada selang 0,2-0,3.

Solusi sistem kurang redam pada model massa-pegas-peredam adalah

Dari solusi tersebut perlu diperhatikan dua hal: faktor eksponensial dan fungsi cosinus. Faktor eksponensial menentukan seberapa cepat sistem teredam: semakin besar nisbah redaman, semakin cepat sistem teredam ke titik nol. Fungsi kosinus melambangkan osilasi sistem, namun frekuensi osilasi berbeda daripada kasus tidak teredam.

Frekuensi dalam hal ini disebut "frekuensi alamiah teredam", f_d, dan terhubung dengan frekuensi alamiah takredam lewat rumus berikut.

Frekuensi alamiah teredam lebih kecil daripada frekuensi alamiah takredam, namun untuk banyak kasus praktis nisbah redaman relatif kecil, dan karenanya perbedaan tersebut dapat diabaikan. Karena itu deskripsi teredam dan takredam kerap kali tidak disebutkan ketika menyatakan frekuensi alamiah.

 GETARAN

SUMBER : https://www.gurupendidikan.co.id/pengertian-pancasila-sebagai-dasar-negara-terlengkap/

https://id.wikipedia.org/wiki/Getaran

https://frontpecintaislam.blogspot.com/2017/04/pengertian-rumus-getaran-dan-gelombang_17.html