Rangkuman Materi Fisika - Bandul

Rangkuman Fisika - Bandul

KakaKiky - Sebelum melakukan percobaan atau praktikum fisika, biasanya praktikan diharuskan untuk membuat catatan ringkas pada logbook agar lebih memahami praktikum yang akan dilakukan. Untuk menghemat waktu yang kamu miliki, berikut ini KakaKiky sediakan rangkuman materi praktikum fisika tentang bandul.

A. Pengertian Bandul

Dalam fisika, bandul adalah sebuah sistem mekanik yang terdiri dari benda yang digantung pada sebuah titik dan diperbolehkan untuk berayun secara periodik. Bandul ini digunakan dalam berbagai aplikasi, seperti dalam pengukuran waktu, pengukuran gravitasi, dan dalam ilmu teknik mesin.

Prinsip bandul pertama kali ditemukan oleh Galileo Galilei pada tahun 1602, bahwa perioda (lama gerak osilasi satu ayunan, T) dipengaruhi oleh panjang tali dan percepatan gravitasi.

1. Pengertian Gerak Osilasi

Gerak osilasi adalah sebuah gerak yang berulang-ulang dalam waktu yang sama, seperti ayunan sebuah bandul atau gelombang di laut. Dalam fisika, gerak osilasi didefinisikan sebagai gerak yang ditentukan oleh gaya netto yang selalu berlawanan dengan posisi saat ini dari sistem.

a. Macam jenis gerak osilasi

Ada beberapa jenis gerak osilasi yang berbeda, termasuk:

• Gerak harmonik sederhana (SHM), yang merupakan gerak osilasi yang sederhana dan ditentukan oleh gaya Hooke. Ini termasuk gerak bandul, gerak pegas, dan gerak benda yang digantung di ujung sebuah tali.
• Gerak harmonik kompleks, yang merupakan gerak osilasi yang lebih kompleks daripada gerak harmonik sederhana.
• Gerak osilasi tidak linear, yang tidak dapat dijelaskan oleh persamaan gerak harmonik sederhana.

b. Pengaplikasian gerak osilasi dalam kehidupan

Gerak osilasi sangat penting dalam berbagai bidang, termasuk fisika, teknik, dan ilmu alam. Beberapa contoh aplikasinya termasuk:

• Gerak ayunan sebuah bandul digunakan dalam jam tangan untuk mengukur waktu dengan akurat.
• Gerak osilasi digunakan dalam teknologi speaker dan headphone untuk menghasilkan suara.
• Gerak osilasi digunakan dalam ilmu alam untuk menjelaskan fenomena seperti gelombang laut dan gempa bumi.

Fisika gerak osilasi juga diterapkan dalam bidang lain seperti mekanika kuantum, konduksi panas, dan osilator elektronik.

2. Pengertian bandul sederhana

Bandul sederhana adalah sebuah benda kecil, biasanya benda berupa pola pejal, digantungkan pada seutas tali yang massanya dapat diabaikan dibandingkan dengan massa bola dan panjang bandul sangat besar dibandingkan dengan jari-jari bola.

B. Gerak Harmonik Sederhana (GHS)

Gerak harmonik sederhana (SHM) adalah jenis gerak osilasi yang di dalamnya objek bergerak secara periodik dan harmonis. Pada gerak ini, gaya netto yang bekerja pada objek selalu berlawanan dengan posisi saat ini dari objek, dan besarnya gaya ini sebanding dengan jarak yang ditempuh objek dari posisi keseimbangan.

Gerak harmonik sederhana dapat digambarkan dengan persamaan gerak harmonik yang ditentukan oleh gaya Hooke. Gerak harmonik sederhana terbagi lagi menjadi dua bagian yaitu:

• GHS Linear: misalnya penghisap dalam silinder gas, gerak osilasi air raksa/air dalam pipa U, gerak horizontal/vertikal dari pegas, dan sebagainya.
• GHS Angular: misalnya gerak bandul/bandul fisis, osilasi ayunan torsi, dan sebagainya.

C. Besaran Fisika Pada Gerak Harmonik Sederhana (GHS)

Gerak harmonik sederhana yang dapat dijumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah getaran benda pada pegas dan getaran benda pada ayunan sederhana. Berikut adalah besaran fisika yang ada pada gerak harmonik sederhana.

1. Periode (T)

Benda yang bergerak harmonis sederhana pada ayunan sederhana memiliki periode alias waktu yang dibutuhkan benda untuk melakukan satu getaran secara lengkap. Benda melakukan getaran secara lengkap apabila benda mulai bergerak dari titik di mana benda tersebut dilepaskan dan kembali lagi ke titik tersebut. Jadi periode ayunan (T) adalah waktu yang dibutuhkan benda untuk melakukan satu getaran. Satuan periode adalah sekon atau detik.

2. Frekuensi (f)

Selain periode, terdapat juga frekuensi alias banyaknya getaran yang dilakukan oleh benda selama satu detik. Getaran yang dimaksud di sini adalah getaran yang lengkap. Satuan frekuensi adalah 1/sekon atau s-1, disebut juga Hertz.

3. Amplitudo

Amplitudo adalah besarnya jarak maksimum dari posisi keseimbangan atau posisi netral dari sebuah benda yang mengalami gerak osilasi. Dalam gerak harmonik sederhana, amplitudo ditentukan oleh gaya yang digunakan untuk menggerakkan benda dari posisi keseimbangan, dan oleh massa benda. Semakin besar gaya yang digunakan untuk menggerakkan benda, atau semakin kecil massa benda, maka amplitudo akan semakin besar.

Secara matematis, amplitudo dapat dihitung dengan mengukur jarak antara posisi keseimbangan dan posisi maksimum pada saat t = 0. Dalam persamaan, amplitudo ditunjukkan dengan A.

Amplitudo dapat digambarkan dalam bentuk visual sebagai jarak antara posisi keseimbangan dan posisi maksimum pada saat t = 0. Pada gerak Harmonik sederhana, amplitudo merupakan besarnya jarak dari titik netral (posisi keseimbangan) ke posisi maksimum atau minimum pada gerak osilasi.

Amplitudo digunakan dalam fisika untuk mengukur sifat-sifat gerak osilasi, seperti energi kinetik dan potensial, serta dapat digunakan untuk mengetahui besarnya gaya yang digunakan untuk menggerakkan objek yang berosilasi.

D. Pengertian Bandul Matematis Dan Bandul Fisis

Bandul matematis adalah model matematis dari gerak bandul yang digunakan dalam fisika untuk menjelaskan fenomena gerak osilasi. Model ini mengasumsikan bahwa bandul merupakan benda yang ideal, yang tidak memiliki gesekan, atau ketidakstabilan lainnya. Gerak bandul matematis ditentukan oleh persamaan gerak harmonik sederhana, yang menunjukkan bahwa posisi, kecepatan, dan percepatan bandul berubah secara sinusoidal dengan waktu.

Bandul fisis adalah bandul yang sesungguhnya yang digunakan dalam eksperimen. Bandul fisis tidak sempurna seperti bandul matematis, karena bandul fisis memiliki gesekan, ketidakstabilan, dan ketidakakuratan. Beberapa bandul fisis juga dapat diterima variasi atau perubahan pada waktu osilasi. Namun, karena gerak bandul fisis sangat mirip dengan gerak bandul matematis, model matematis dapat digunakan untuk memprediksi tingkah laku bandul fisis dengan akurasi yang cukup tinggi.

E. Perbedaan Bandul Matematis Dan Bandul Fisis

Perbedaan kedua jenis bandul ini dalam perbandingan adalah bandul matematis digunakan sebagai model teoritis untuk memahami gerak osilasi secara umum, sementara bandul fisis digunakan dalam percobaan fisis untuk mengukur sifat-sifat gerak osilasi dengan keterbatasan dari kondisi fisis yang sebenarnya.

Nah sobat, itulah ringkasan materi untuk praktikum fisika tentang bandul. Semoga ringkasan materi tersebut dapat bermanfaat dan membantu kamu menghemat waktu dalam menulis. Jangan lupa untuk meninggalkan jejak berupa komentar di bawah, wassalamu’alaikum and Be Prepared!