Getaran merupakan fenomena alam yang dapat kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Getaran dapat terjadi secara alami tanpa campur tangan manusia atau dilakukan oleh manusia. Menurut Britannica, getaran sendiri diartikan sebagai gerak maju mundur periodik partikel-partikel suatu benda.

Memahami Getaran

Getaran dapat diartikan sebagai gerak maju mundur pada periode tertentu partikel-partikel suatu benda melewati titik kesetimbangan. Ada banyak contoh getaran dalam kehidupan, misalnya saja gelombang.

Gelombang adalah getaran yang merambat baik melalui suatu medium maupun tanpa medium, misalnya gelombang elektromagnetik.

Adanya getaran dalam kehidupan sehari-hari menjadi sumber dari berbagai bunyi yang kita dengar. Faktanya, suara dapat terdengar di telinga karena gendang telinga bergetar dan getaran tersebut dikirim ke bagian telinga lainnya.

Getaran pada Pendulum

Sebagaimana diketahui getaran dibedakan menjadi dua jenis, yaitu getaran harmonis (beraturan) dan getaran tidak beraturan. Getaran pada bandul merupakan jenis getaran beraturan atau harmonik atau termasuk dalam gerak harmonik sederhana (GHS).

Misalnya bandul yang diam berada pada titik kesetimbangannya, misalnya titik O. Kemudian bandul tersebut ditarik hingga mencapai titik B dan dilepaskan.

Pendulum kemudian akan bergerak maju mundur secara periodik dari titik B ke titik O kemudian titik A dan kembali lagi ke titik O dan seterusnya. Pergerakan bandul dari titik B – O – A – O – B disebut satu getaran.

Getaran di Mata Air

Pegas dapat mengalami getaran apabila pegas ditarik dengan simpangan tertentu kemudian dilepaskan. Jika sebuah pegas digantungkan pada beban m, maka pegas tersebut akan berada dalam keadaan seimbang jika dibiarkan.

Namun ketika pegas ditarik dengan gaya tertentu, maka pegas yang mempunyai gaya elastis akan berusaha mencapai kondisi setimbang kembali.

Misalnya pada Gambar 1 di bawah, sebuah pegas yang pada ujungnya diberi beban diberi beban m dan berada dalam kesetimbangan di titik O, kemudian ditarik ke titik di bawah O dan dilepaskan. Kemudian beban akan kembali ke titik O atau titik keseimbangan dan terus bergerak hingga berhenti di titik Q.

Gambar 1. a) getaran pegas b) grafik simpangan

Simpangan getaran pada pegas dapat digambarkan pada kurva di bawah ini.

Gambar 2. Kurva Deviasi

Bentuk kurva deviasi getaran pada pegas memenuhi fungsi sinus. Sehingga simpangan getarannya memenuhi persamaan dibawah ini :

y = A sin ωt atau y = A sin (2 t/T)

Informasi:

y = simpangan (m)
ω = frekuensi sudut (rad/s)

A = Amplitudo (A)

Parameter Dalam Getaran

Getaran memiliki beberapa karakteristik atau parameter antara lain amplitudo, frekuensi dan periode.

Amplitudo

Amplitudo getaran adalah simpangan atau jarak maksimum (terjauh) yang dicapai dari titik setimbang atau titik diam suatu benda. Misalnya pada gambar di bawah, s adalah amplitudo getaran bandul sederhana karena merupakan simpangan maksimum.

Frekuensi

Frekuensi getaran adalah banyaknya getaran yang terjadi dalam satu detik. Satuan frekuensi getaran adalah Hertz (Hz).

Periode

Periode getaran adalah total waktu yang diperlukan untuk menghasilkan satu getaran. Periode biasanya dilambangkan dengan simbol “T”.

Rumus Getaran

Dalam pembahasan fenomena getaran, terdapat berbagai besaran penting yang digunakan pada materi getaran antara lain amplitudo, frekuensi dan periode.

Frekuensi

Rumus frekuensinya adalah banyaknya getaran yang timbul dari sumber getaran dibagi dengan waktu atau lamanya terbentuknya getaran tersebut. Frekuensi dilambangkan dengan huruf “F”. Berikut rumus frekuensinya:

Informasi:

t = waktu terjadinya getaran (s)
n = jumlah getaran
F = frekuensi getaran (Hz)

Periode

Periode adalah lamanya waktu yang diperlukan untuk menghasilkan satu getaran. Rumus menghitung periode adalah waktu atau lamanya getaran dibagi dengan jumlah getaran.

Informasi:

t = waktu terjadinya getaran (s)
n = jumlah getaran
T = Periode getaran

Perbandingan T dan F

Frekuensi dan periode masing-masing berbanding terbalik berdasarkan rumus frekuensi dan periode di atas. Untuk menghitung frekuensi dengan informasi periode getaran, Anda dapat membalikkan nilai periode dan sebaliknya.

Contoh Soal Getaran

Sebuah sistem pendulum digetarkan sehingga menghasilkan 120 getaran selama 2,5 menit. Tentukan periode bandulnya?

Diskusi

Dikenal:

n = 120 getaran
t = 2,5 menit

Menjawab:

Pertama-tama, 2,5 menit diubah menjadi detik terlebih dahulu:

t = 2,5 menit = 2,5 x 60 detik = 150 detik

Dalam 1,5 menit terdapat 1250 getaran suatu partikel. Tentukan frekuensi getaran dan periode getaran partikel tersebut?

Diskusi

Dikenal:

t = 1,5 menit
n = 1.250 getaran

Menjawab:

Untuk menghitung periode getaran, ubah dulu 1,5 menit ke detik:

t = 1,5 menit x 60 detik = 90 detik

Kemudian periode getarannya 0,072 s dan frekuensi getarannya 13,88 Hz

Diketahui suatu partikel bergetar dengan frekuensi getaran 100 Hz. Tentukan periode getarannya dan hitung juga berapa banyak getaran yang dihasilkan dalam waktu 5 menit?

Diskusi

Dikenal:

f = 100Hz

Menjawab:

Untuk menghitung periode getaran dengan informasi yang diketahui yaitu frekuensi getaran digunakan rumus kebalikan T dan f.

T = 1/f

T = 1/100

T = 0,01 detik

Banyaknya getaran yang dihasilkan dalam jangka waktu 5 menit.

Diketahui sebuah pendulum sederhana bergetar 25 kali dalam waktu 1 sekon. Tentukan periode bandul sederhana dan hitung berapa lama bandul tersebut bergetar sebanyak 1.350 kali?

Diskusi

Dikenal:

t = 1 detik
n = 25 getaran

Menjawab:

Untuk menghitung periode getar bandul gunakan rumus dibawah ini:

Jadi berapa lama bandul tersebut bergetar sebanyak 1.350 kali :

t = Txn

t = 0,04 sx 1,350

t = 54 detik

Jadi waktu yang dibutuhkan bandul untuk bergetar sebanyak 1.350 kali adalah 54 s.

Getaran adalah gerak maju mundur suatu partikel atau benda dengan jangka waktu tertentu, baik teratur maupun tidak beraturan. Getaran dalam kehidupan sehari-hari ada banyak macamnya, salah satunya gelombang adalah getaran yang merambat. Gerak harmonik sederhana (GHS) juga merupakan salah satu jenis getaran.

Share:

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *