Rumus Osilasi Beserta Dengan Pengertian Dan Contoh Soalnya

Posted on

Rumus.co.id – Pada kesempatan kali ini kita akan membahas tentang rumus osilasi. Dan di dalam rumus osilasi terdapat materi osilasi fisika, osilasi harmonik sederhana, rumus amplitudo, contoh soal osilasi dan pembahasannya, osilasi teredam, dan contoh soal osilasi.

Pengertian Osilasi

Osilasi adalah sebuah variasi periodik terhadap waktu dari suatu hasil pengukuran, contoh nya ialah seperti pada ayunan bandul. Istilah vibrasi atau getaran sering digunakan sebagai sinonim osilasi, walau sebenar nya vibrasi itu merujuk pada jenis spesifik osilasi, yakni osilasi mekanis.

Dan osilasi tidak hanya terjadi pada 1 sistem fisik saja, tetapi bisa juga pada sistem biologi dan bahkan dalam masyarakat.

Osilasi terbagi menjadi 2 macam yaitu :

  1. Osilasi Harmonis Sederhana
  2. 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.

osilasi

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 digunakan massa untuk melakukan 1 osilasi disebut dengan periode  diberi simbol ( T ). Banyak nya osilasi tiap detik nya diberi nama frekuensi dengan symbol ( f ). Hubungan antara periode dan frekuensi nya ialah :

f = 1/T

Dengan demikian 1 kali osilasi yakni sebuah gerakan dari titik awal melewati titik keseimbangan ke simpangan maksimum di ujung lain dan kembali ke titik awal nya dengan melewati titik keseimbangan nya.

Sekarang kita akan meninjau gaya yang bekerja pada benda bergerak karena dipengaruhi oleh gaya pegas, bagaimana dengan percepatan dan kecepatan nya ? Bukankah menurut hukum Newton gaya akan menyebabkan sebuah benda mengalami percepatan ?

Dan kita bisa menuliskan gaya yang bekerja pada massa yang terikat pada pegas nya ialah sebagai berikut :

F = ma

F = -kx = ma

a = – kx/m

Simpangan nya setiap saat atau posisi massa nya setiap saat  yakni x dapat di tuliskan seperti di bawah ini :

x = A cos ( ω t + δ )

Grafik posisi kecepatan dan percepatan massa di ujung pegas nya dapat di lihat pada gambar grafik di bawah, dengan frekuensi sudut nya = 2 π f, dan δ 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 :

titik seimbang

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.

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.

Contoh Soal Osilasi

Sebuah motor yang memiliki masa sejumlah 1800 kg ditopang oleh 4 buah pegas dimana memiliki tetapan gaya yaitu 18.000 N/m. Ketika motor yang ditumpangi oleh 3 orang total berat massanya ialah 200 kg melewati sebuah lubang yang berada ditengah jalan, tentukan nilai :

  • Frekuensi getaran pegas mobil ?
  • Waktu yang diperlukan untuk menempuh dua getaran ?

Penyelesaian :

Diketahui :

  • Massa motor = 1.800 kg
  • Massa penumpang = 200 kg
  • Konstanta = 18.000 kg

Ditanya :

  • f ?
  • T (untuk dua getaran) ?

Jawaban :

Masa motor + penumpang = 1.800 kg + 200 kg = 2.000 kg

Anggap saja berat total motor merata pada keempat pegas, sehingga tiap pegas mendukung beban :

soal osilasi 1

1. Frekuensi getaran pegas motor dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :

soal osilasi 2

2. Selang waktu 1 getaran sama dengan periode T, yakni :

soal osilasi 3

Waktu yang diperlukan untuk pegas menempuh dua getaran yaitu :

soal osilasi 4

Itulah penjelasan lengkap tentang  rumus osilasi beserta dengan pengertian dan contoh soalnya semoga bermanfaat…

Artikel Terkait :

Related posts: