Rumus Periode Osilasi Pegas Lengkap dengan Contoh dan Pembahasan
Osilasi adalah sebuah variasi periodik terhadap waktu dari suatu hasil pengukuran. Osilasi sering juga dikatakan sebagai vibrasi atau getaran. Contoh dari osilasi adalah ayunan bandul.
Osilasi terbagi menjadi 2 macam yaitu :
-
Osilasi Harmonis Sederhana
-
Osilasi Harmonis Kompleks
Dalam osilasi harmonis sederhana terdapat sebuah gerak harmonis sederhana. Untuk istilah dalam hasil pengukuran kelistrikan, osilasi dapat disebut dengan nama flicker atau gangguan yang mengubah bentuk gelombang menjadi rusak atau cacat.
Jika benda bermassa di ujung pegas di tarik sejauh A lalu di lepas, kira – kira apa yang terjadi ? Benda tadi akan di tarik oleh gaya pegas melewati x = 0, lalu menuju ke A negatif, lalu benda akan berbalik ke arah x = A negatif, dan akan kembali melewati x = 0, lalu ke x = A dan berbalik arah.
Bila dasar nya yang digunakan untuk meletakkan pegas dan massa ialah permukaan yang licin, maka massa akan bergerak bolak – balik tanpa berhenti atau dapat di katakan benda nya berosilasi.
Jarak sejauh A disebut dengan amplitudo atau simpangan maksimum benda, titik x = 0 disebut dengan titik keseimbangan, dan arah gerakan nya selalu melewati titik keseimbangan.
Hubungan Periode Dengan Frekuensi
Waktu yang diperlukan massa saat melakukan 1 osilasi disebut dengan periode, yang dalam ilmu fisika diberi simbol (T). dan jumlah osilasi setiap detik disebut dengan frekuensi yang dalam ilmu fisika diberi symbol (f).
Rumusnya adalah f = 1/T
1 kali osilasi dihitung sebagai gerakan dari titik awal melewati titik keseimbangan menuju simpangan maksimum pada ujung lain kemudian kembali lagi ke titik awal, dan melewati titik keseimbangannya.
Jika menurut hukum Newton: gaya akan membuat sebuah benda mengalami percepatan”, maka bagaimana percepatan dan kecepatan benda tersebut jika benda yang bergerak dipengaruhi oleh gaya pegas?
Untuk menghitung gaya pada massa yang terukat dengan pegas kita dapat menghitungnya dengan cara sebagai berikut :
-
F = ma
-
F = -kx = ma
-
a = – kx/m
Simpangan atau posisi massanya setiap saat yaitu x bisa kita tuliskan seperti yang di bawah ini :
x = A cos ( ω t + δ )x = A cos ( ω t + δ )
Grafik posisi kecepatan dan percepatan massa pada ujung pegas bisa kita lihat pada gambar di bawah, dengan frekuensi sudut nya = 2 p f, dan d ialah konstanta fase nya, dan A ialah amplitudo atau simpangan maksimum.
Nilai nya adalah : ω = √ k/m
Hubungan Frekuensi Dengan Frekuensi Sudut Dalam Osilasi
Hubungan antara frekuensi dengan frekuensi sudut yakni :
ω = 2 π f
Fungsi nya dapat berupa fungsi cosinus atau sinus tergantung dengan di mana massa saat t = 0. Contoh nya silahkan lihat gambar di bawah ini :
Jika keadaan awal pegas nya kita tekan, lalu kemudian kita lepaskan, maka pada keadaan awal simpangan nya ialah x cm, maka kita harus menggunakan fungsi cosinus.Setelah melihat gambar di atas, pegas nya dalam keadaan diam diberi gaya sesaat sehingga tertekan sejauh x cm. Maka saat mula – mula simpangan pegas nya ialah 0, maka kita harus menggunakan fungsi sinus.
Contoh Soal dan Pembahasan
1. Suatu pegas melakukan 100 getaran dalam waktu 0,25 menit. Frekuensi getaran pegas adalah?
Diketahui:
n = 100 getaran
t = 0,25 menit = 15 sekon
Ditanya : f =?
Jawab :
f = n / t
= 100 / 15
= 6,66 Hz
2. Dua buah pegas bergetar dengan frekuensi berbeda.Frekuensi getar pegas A adalah 10Hz dan frekuensi getar pegas B adalah 8 Hz.pada saat t=0,pegas A berada pada fase getar 0,sementara pegas B pada fase getar 90 derajat .Kedua pegas akan berada pada fase getar yang sama setelah bergetar selama?
Diketahui:
fa = 10 Hz
fb = 8 Hz
θa = 0o
θb = 90o
Ditanya: t = ?
Jawab:
2 π . fa . t + θa = 2 π . fb . t + θb
2 π . 10 . t + 0 = 2 π . 8 . t + π/2
20 π . t - 16 π . t = π/2
4 π . t = π/2
t = 1/8 sekon