Rangkuman Materi Fisika - Getaran Pegas

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 getaran pegas.

A. Pengertian Getaran

Getaran adalah gerakan periodic atau berulang-ulang dari suatu benda yang terjadi ketika benda tersebut terpengaruh oleh gaya. Getaran dapat terjadi pada benda yang bergerak secara linear atau melingkar.

Contohnya, jika kita menggoyangkan sebuah papan dengan ujungnya, papan tersebut akan terus bergerak naik turun secara teratur. Getaran ini dapat terjadi pada banyak benda, seperti kendaraan bermotor, kapal, pesawat terbang, dan lainnya. Getaran dapat terjadi pada berbagai skala, dari getaran yang hampir tidak terlihat hingga getaran yang sangat kuat yang dapat merusak benda.

1. Rumus periode getaran

Keterangan:

• T = periode (s)
• T = waktu (s)
• n = jumlah getaran

2. Rumus Frekuensi Getaran

Keterangan:

• f = frekuensi (Hz)
• n = jumlah getaran
• t = waktu (s)

B. Jenis-Jenis Getaran

Secara umum dikenal dua buah macam jenis getaran berdasarkan proses terjadinya, yaitu getaran bebas dan getaran paksa. Berikut adalah penjelasannya:

1. Getaran bebas

Getaran bebas adalah getaran yang terjadi pada suatu benda tanpa adanya gaya eksternal yang menyebabkannya. Jadi, getaran bebas terjadi ketika benda tersebut tidak terpengaruh oleh gaya dari luar dan hanya terpengaruh oleh gaya-gaya internal yang bekerja pada benda tersebut.

Contohnya, jika kita menggantungkan sebuah bola pada seutas tali dan kemudian memberikan sedikit gesekan pada bola tersebut, bola tersebut akan terus bergetar secara bebas setelah kamu melepaskan tangan kamu. Getaran bebas terjadi karena adanya gaya-gaya internal yang bekerja pada benda, seperti gaya gravitasi dan gaya elastisitas.

2. Getaran Paksa

Getaran paksa adalah getaran yang terjadi pada suatu benda akibat adanya gaya eksternal yang bekerja pada benda tersebut. Jadi, getaran paksa terjadi ketika benda tersebut terpengaruh oleh gaya dari luar dan tidak hanya terpengaruh oleh gaya-gaya internal saja.

Contohnya, jika kita menggoyangkan sebuah papan dengan ujungnya, papan tersebut akan terus bergetar karena adanya gaya eksternal yang bekerja pada papan tersebut, yaitu gaya gravitasi dan gaya gesekan antara papan dengan udara. Getaran paksa dapat terjadi pada banyak benda, seperti kendaraan bermotor, kapal, pesawat terbang, dan lainnya yang terpengaruh oleh gaya-gaya eksternal yang bekerja pada mereka.

C. Getaran Pada Pegas

Getaran pegas adalah getaran yang terjadi pada suatu sistem pegas, yaitu suatu sistem yang terdiri dari suatu benda yang dapat mengembang atau mengempis sesuai dengan gaya yang bekerja pada benda tersebut.

Contohnya, jika kita menggantungkan sebuah bola pada seutas tali dan kemudian memberikan sedikit gesekan pada bola tersebut, bola tersebut akan terus bergetar secara bebas karena adanya gaya elastisitas yang bekerja pada tali tersebut.

Getaran pegas terjadi karena adanya gaya-gaya elastisitas yang bekerja pada sistem pegas, yaitu gaya yang menyebabkan benda tersebut kembali ke posisinya semula setelah terpengaruh oleh gaya lain. Getaran pegas dapat terjadi pada banyak benda, seperti trampolin, jembatan, dan lainnya yang terdiri dari sistem pegas.

1. Gaya pemulih tegangan

Gaya pemulih tegangan adalah gaya yang bekerja pada suatu benda yang terdiri dari material elastis (seperti karet atau pegas) yang menyebabkan benda tersebut kembali ke bentuk semula setelah terpengaruh oleh gaya lain. Gaya pemulih tegangan merupakan salah satu gaya yang mempengaruhi getaran pegas. Jika sebuah benda terpengaruh oleh gaya lain, maka gaya pemulih tegangan akan bekerja pada benda tersebut untuk mengembalikan benda tersebut ke bentuk semula. Contohnya, jika kita menekan sebuah bola karet, maka gaya pemulih tegangan akan bekerja pada bola tersebut untuk mengembalikan bola tersebut ke bentuk semula setelah kita melepaskan tekanan. Gaya pemulih tegangan merupakan salah satu gaya yang mempengaruhi getaran pegas.

D. Getaran Harmonis Pada Pegas

Getaran harmonis pada pegas adalah getaran yang terjadi pada suatu sistem pegas yang diakibatkan oleh adanya gaya pemulih tegangan yang bekerja pada pegas tersebut. Getaran harmonis terjadi ketika benda yang terdiri dari material elastis (seperti karet atau pegas) terpengaruh oleh gaya luar dan kemudian kembali ke posisinya semula setelah terpengaruh oleh gaya tersebut.

Getaran harmonis pada pegas terjadi karena adanya gaya pemulih tegangan yang bekerja pada pegas tersebut, yaitu gaya yang menyebabkan pegas kembali ke bentuk semula setelah terpengaruh oleh gaya lain.

Jika terjadi getaran harmonis pada pegas yang memiliki amplitudo A, maka frekuensi pegas dapat dituliskan sebagai:

Sehingga periode getaran pada pegas dapat dituliskan sebagai:

Di mana m adalah masa beban dan k adalah tetapan pegas

Keterangan:

• Amplitudo (A): simpangan maksimum atau terjauh (meter)
• Periode (T): waktu untuk menempuh satu getaran (second)
• Frekuensi (f): jumlah getaran yang terjadi dalam satu satuan waktu (Hertz)

E. Aplikasi Gaya Pegas

Berikut ini adalah beberapa contoh pengaplikasian gaya pegas dalam kehidupan sehari-hari:

1. Pegas penyeimbang di jalan
2. Pegas di keyboard komputer
3. Pegas dalam bolpoint
4. Suspensi kendaraan
5. Pegas pada jembatan
6. Ketapel
7. Dan lain sebagainya

F. Hukum Hooke

Hukum Hooke adalah sebuah hukum fisika yang menyatakan bahwa gaya pemulih tegangan yang bekerja pada suatu benda yang elastis adalah sebanding dengan perubahan panjang atau deformasi yang terjadi pada benda tersebut. Hukum ini dikenal juga sebagai Hukum Elasticitas Linier dan dapat dinyatakan dalam bentuk persamaan matematis sebagai berikut:

F = -kx

di mana:

• F adalah gaya pemulih tegangan (Newton)
• k adalah konstanta pegas (Newton/meter)
• x adalah perubahan panjang atau deformasi (meter)

Bunyi hukum Hooke adalah "The force required to extend or compress a spring by some distance is proportional to that distance." atau dalam bahasa Indonesia, "Gaya yang dibutuhkan untuk memperpanjang atau mengecilkan sebuah pegas sejauh tertentu adalah sebanding dengan jarak tersebut."

G. Alat Ukur Getaran Pegas

Berikut ini adalah beberapa alat yang dapat digunakan untuk mengukur getaran pada sistem pegas:

1. Accelerometer: Alat ini merupakan salah satu alat yang paling umum digunakan untuk mengukur getaran. Accelerometer berfungsi untuk mengukur percepatan linear yang terjadi pada suatu benda.
2. Vibration meter: Alat ini merupakan salah satu alat yang sering digunakan untuk mengukur getaran. Vibration meter dapat mengukur amplitudo getaran, frekuensi getaran, dan lain-lain.
3. Stroboscope: Alat ini merupakan salah satu alat yang digunakan untuk mengukur getaran pada sistem pegas yang bergerak dengan kecepatan tinggi. Stroboscope menggunakan cahaya stroboskop untuk memperlambat kecepatan gerakan benda sehingga dapat diamati dengan lebih mudah.
4. Oscilloscope: Alat ini merupakan salah satu alat yang digunakan untuk mengukur getaran pada sistem pegas dengan menampilkan sinyal getaran dalam bentuk grafik. Oscilloscope dapat mengukur amplitudo getaran, frekuensi getaran, dan lain-lain.

Nah sobat, itulah ringkasan materi untuk praktikum fisika tentang getaran pegas. 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!