Gerak Harmonik Sederhana – Pada artikel sebelumnya, kita sudah membahas tentang apa itu getaran dan gelombang. Saat ini kita akan membahas secara lengkap tentang apa itu gerak haronik sederhana, bagaimana rumus gerak harmonik sederhana serta contoh soal gerak harmonik sederhana dalam kehidupan sehari-hari. Sebelum membahasnya lebih jauh, apakah anda masih ingat apa itu getaran? Ya, getaran adalah gerak bolak balik melalui titik setimbang. Lalu apa itu Gerak Harmonik Sederhana atau biasa disingkat dengan GHS?

Pengertian Gerak Harmonik Sederhana

Gerak harmonik sederhana (GHS) adalah gerak bolak balik melalui titik setimbang dengan frekuensi yang konstan. Artinya, jumlah getaran tiap detiknya adalah sama. Pada kesempatan kali ini kita akan membahas tentang gerak harmonik sederhana atau beberapa buku menyebutnya gerak harmonis sederhana pada ayunan sederhana dan pada pegas.Perhatikan gambar berikut ini:

Gerak Harmonik Sederhana

Gerak Harmonik Sederhana

Ayunan di atas jika kita menarik garis putus-putus dari setiap gerakakannya maka, kita akan mendapatkan garis proyeksi dalam bentuk grafik sinus. Contoh lain yaitu gerakan dari jam. Jika kita memproyeksikan setiap titik yang dilalui dari jarum jam maka juga mendapatkan garis sinus. Perhatikan gambar di bawah ini:

Gerak Harmonis Sederhana

Gerak Harmonis Sederhana

Dalam gerak harmonik sederhana juga terdapat beberapa besaran yang sama dengan pada getaran yaitu simpangan, aplitudo, frekuensi serta periode. Seperti yang sudah dijelaskan pada artikel getaran dan gelombang bahwa besaran tersebut memiliki pengertian berikut ini:

  • Frekuensi adalah banyaknya getaran yang terjadi tiap detik
  • Periode adalah waktu yang dibutuhkan untuk satu kali getaran
  • Simpangan adalah jarak benda dengan titik simpangan
  • Amplitudo adalah Simpangan terjauh benda

Gerak Harmonik Sederhana Pada Ayunan Sederhana

Ayunan bandul sederhana atau biasanya juga dikenal dengan pendulum atau beberapa buku menuliskannya ayunan matematis. Ayunan sederhana adalah suatu benda bermassa yang digantung pada sebuah tali pada titij yang tetap. Massa tali di abaikan serta tali tidak bertambah panjang. Perhatikan gambar di bawah ini:

Gaya Pemulih pada Pendulum

Gaya Pemulih pada Pendulum

Gaya Pemulih Pada Bandul

Sebuah beban bermassa m tergantung pada tali dengan panjang tali l dan tidak bermassa membentuk sudut Tetha (ɵ) maka akan membentuk pada gambar b di atas. Maka gaya pemulih pada bandul tersebut adalah mgsinɵ maka

Gaya Pemulih pada bandul

Lalu bagaimana dengan periode dan frekuensi pada bandul tersebut. Perhatikan penjelasan berikut ini

Periode dan Frekuensi pada Bandul

Perhatikan gambar tentang bandul di atas. Periode dan frekuensi bisa kita cari menggunakan hukum kedua newton. Apakah anda masih mengingatnya? Ya, hukum Newton yang kedua berbicara tentang benda bergerak akan di percepat sebanding dengan gaya dan berbanding terbalik dengan massanya atau F = m.a.

Gaya pada hukum Newton tersebut adalah gaya pemulih yang sudah kita dapatkan pada penjelasan di atas, dengan y adalah simpangan bandul tersebut maka kita bisa menjabarkan rumus dari frekuensi dan periode dari pendulum sederhana tersebut.

Rumus Frekuensi dan Periode Pada Bandul

Contoh Soal Gerak Harmonik Sederhana Pada Bandul

Bagaimana mudah bukan mencari frekuensi dan periode tersebut? Untuk mempermudah memahaminya, mari kita berikan contoh soal frekuensi dan periode pada bandul tersebut.

Contoh soal 1

Sebuah ayunan sederhana melakukan ghs dengan panjang  tali 40 cm. Jika g = 10 m/s^2 , tentukanlah periode dan frekuensi ayunan tersebut?

Contoh Soal Gerak Harmonik Sederhana

Contoh soal 2

Sebuah ayunan sederhana membuat 30 ayunan dalam 1 menit. Jika g = 10 m/s^2 dan π^2= 10, berapakah panjang tali ayunan tersebut?

Contoh Soal Gerak Harmonik Sederhana pada Bandul

Gerak Harmonik Sederhana Pada Pegas

Untuk memahami GHS pada pegas, perhatikan gambar berikut ini:

Gerak Harmonik Sederhana Pada Pegas

Gerak Harmonik Sederhana Pada Pegas

Gaya Pemulih Pada Pegas

Untuk memahami gaya pemulih pada pegas, maka kita harus memahami hukum Hooke. Melalui percobaannya Hooke menyimpulkan bahwa gaya pemulih pada pegas adalah sebanding dengan konstanta pegas serta besar pertambahan panjang pegas. Dalam gerak harmonik sederhana, pertambahan panjang pegas adalah besar simpangan pegas (y) atau dapat di tuliskan

F = – K. Y
Y adalah Simpangan atau besar pertambangan panjang (m)
F adalah Gaya pemulih (N)
K adalah konstanta pegas (N/m)

Frekuensi dan Periode GHS pada Pegas

Untuk mendapatkan persamaan frekuensi dan periode GHS pada pegas, maka kita harus menurunkannya dari persamaan besar gaya pemulih memiliki nilai dengan hukum Newton yang kedua

F = m. a

dimana nilai F= -KY

Rumus Frekuensi dan Periode pada pegas

Demikianlah penjelasan lengkap kami tentang gerak harmonik sederhana pada Bandul atau ayunan sederhana dan pada pegas yang dilengkapi contoh soalnya. Silahkan anda bagikan melalui sosial media anda ya.