1. Pengertian Getaran
a. Definisi Getaran
Getaran adalah gerak bolak – bolik secara berkala melalui suatu titik keseimbangan. Pada umumnya setiap benda dapat melakukan getaran. Suatu benda dikatakan bergetar bila benda itu bergerak bolak bolik secara berkala melalui titik keseimbangan.
Getaran adalah gerak bolak – balik di sekitar titik setimbang;
2 = titik setimbang ; 1 dan 3 = titik terjauh [Amplitudo];
b. Beberapa Contoh Getaran
Beberapa contoh getaran yang dapat kita jumpai dalam kehidupan sehari – hari antara lain :
– sinar gitar yang dipetik
– bandul jam dinding yang sedang bergoyang
– ayunan anak-anak yang sedang dimainkan
– mistar plastik yang dijepit pada salah satu ujungnya, lalu ujung lain diberi simpangan dengan cara menariknya, kemudian dilepaskan tarikannya.
– Pegas yang diberi beban.
2. Periode dan Frekuensi Getaran
Perhatikan gambar berikut ini!
- titik A merupakan titik keseimbangan
- simpangan terbesar terjauh bandul [ ditunjuk kan dengan jarak AB = AC ] disebut amplitudo getaran
- jarak tempuh B – A – C – A – B disebut satu getaran penuh
a. Amplitudo
Dalam gambar 2 telah disebutkan bahwa amplitudo adalah simpangan terbesar dihitung dari kedudukan seimbang. Amplitudo diberi simbol A, dengan satuan meter.
b. Periode Getaran
Periode getaran adalah waktu yang digunakan dalam satu getaran dan diberi simbol T. Untuk gambar ayunan di atas, jika waktu yang diperlukan oleh bandul untuk bergerak dari B ke A, ke C, ke A, dan kembali ke B adalah 0,2 detik, maka periode getaran bandul tersebut 0,2 detik atau T = 0,2 detik = 0,2 s
Periode suatu getaran tidak tergantung pada amplitudo getaran.
c. Frekuensi Getaran
Frekuensi getaran adalah jumlah getaran yang dilakukan oleh sistem dalam satu detik, diberi simbol f. Untuk sistem ayunan bandul di atas, jika dalam waktu yang diperlukan oleh bandul untuk bergerak dari B ke A, A ke C, C ke A, dan kembali ke B sama dengan 0,2 detik, maka :
– dalam waktu 0,2 detik bandul menjalani satu getaran penuh
– dalam waktu 1 detik bandul menjalani 5 kali getaran penuh
Dikatakan bahwa frekuensi getaran sistem bandul tersebut adalah 5 getaran/detik atau f = 5 Hz.
d. Hubungan antara Periode dan Frekuensi Getaran
Dari definisi periode dan frekuensi getaran di atas, diperoleh hubungan :
Keterangan :
T = periode, satuannya detik atau sekon
f = frekuensi getaran, satuannya 1/detik atau s-1 atau Hz
Contoh Soal :
1. Dalam 1 sekon, lintasan yang ditempuh beban pada Gambar 1 adalah 2-1-3-1-2-1-3. Berapakah frekuensi dan periode getaran tersebut?
Penyelesaian :
Jumlah getaran yang terjadi adalah 1,5 getaran. Waktu untuk menempuh 1,5 getaran adalah 1 sekon. Jadi frekuensi f = 1,5 getaran / sekon = 1,5 Hz. Dan periode T :
Jadi waktu yang diperlukan untuk menempuh satu getaran penuh adalah 0,67 sekon.
2. Pada selang waktu 2 sekon terjadi gerakan bolak – balik sebanyak 10 kali. Tentukanlah frekuensi dan periodenya.
Penyelesaian :
Dalam 2 sekon terjadi 10 getaran. Berarti dalam 1 sekon terjadi 5 getaran, sehinga frekuensi f = 5 Hz, dan
periode T :
Cara menghitung frekuensi dan periode getaran benda - Anda pasti pernah melihat jam dinding yang memakai bandul. Jarum jam dinding bergerak akibat gerak bolak-balik bandul. Gerak bolak-balik bandul jam disebut getaran.
Anda juga pernah memperhatikan buaian anak atau ayunan di taman. Jika buaian anak ditarik kemudian dilepaskan maka buaian anak akan bergerak bolak balik sampai pada waktu tertentu akan berhenti. Begitu pula halnya ayunan yang terdapat pada taman hiburan. Gerak bolak balik ayunan atau buayan juga disebut getaran.
Jadi, getaran adalah gerak-bolak balik suatu benda terhadap titik kesetimbangan. Berapa frekuensi dan periode getaran tersebut? Untuk memahami hal ini akan diberikan contoh soal tentang frekuensi dan periode getaran benda.
Perhatikan gambar ayunan bandul berikut ini.
Jika bandul bergerak dari A-B-C selama 5 sekon maka frekuensi dan periode getaran bandul adalah…
A. 0.2 Hz dan 10 sekon/getaran
B. 0.1 Hz dan 5 sekon/getaran
C. 0.2 Hz dan 5 sekon/getaran
D. 0.1 Hz dan 10 sekon/getaran
Bila bandul ditarik sampai pada titik A kemudian dilepaskan. Bandul akan bergerak ke titik B- C dan kembali ke titik B dan A. Gerak bandul A-B-C-B-A disebut 1 getaran penuh. Sedangkan gerak bandul A-B-C atau C-B-A disebut ½ getaran.
Jika bandul bergerak ½ getaran [A-B-C] selama 5 sekon maka frekuensi getaran adalah jumlah getaran per waktu yang dibutuhkan, atau disimbol f = n/t, dimana n = jumlah getaran dan t = waktu getar. Oleh sebab itu;
Periode getaran adalah waktu yang diperlukan untuk menempuh 1 getaran penuh. Maka: periode adalah waktu getar per jumlah getaran, disimbol : T = t/n, dimana t = waktu getar dan n = jumlah getaran.
Frekuensi berbanding terbalik dengan periode getaran sehingga dapat ditulis f = 1/T atau T = 1/f
D. [ 0.1 Hz dan 10 sekon/getaran ]
Ditanyakan
f dan T ?
Diketahui
Jawab
Frekuensi adalah berapa banyak getaran yang dihasilkan dalam satu detik, sedangkan periode adalah waktu yang dibutuhkan untuk menghasilkan satu getaran.
Pada gambar, Andi dikatakan bergetar satu getaran ketika bergerak bolak-balik dari titik A ke titik A. Waktu yang dibutuhkan Andi untuk berayun dari A - B - C adalah 2 sekon, dimana gerakan Andi tersebut merupakan setengah getaran, maka satu getarannya adalah 4 sekon. Maka, periodenya adalah 4 sekon.
Frekuensi dan periode memiliki hubungan:
Maka, frekuensinya adalah 0,25 Hz.
Dengan demikian, frekuensi dan periode ayunan tersebut berturut-turut adalah 0,25 Hz dan 4 s.
Jadi, jawaban yang tepat adalah A.