Selamat tiba di softilmu, blog sederhana yang menyebarkan ilmu pengetahuan dengan penuh keikhlasan. Kali ini kami akan mengembangkan ilmu perihal Gerak Harmonik Sederhana, beberapa poin utama yang mau kami diskusikan yaitu Pengertian Gerak Harmonik Sederhana, Jenisnya, Besarannya, Simpangannya, Rumusnya, Kecepatan, Energi, Aplikasi, dan Contoh Soal Gerak Harmonik Sederhana. Semoga dapat bermanfaat J
Gerak harmonik sederhana tak pernah luput dari pembelajaran pada kurun sekolah menengah maupun jenjang perkuliahan. Jika dihubungkan dengan desain kehidupan sehari-hari juga gerak harmonik sederhana memegang peranan penting. Pengaplikasian
A. PENGERTIAN GERAK HARMONIK SEDERHANA
Salah satu jenis gerakan yang paling sederhana disebut gerak harmonik sederhana (GHS) atau simple harmonic oscillation (SHO). Mengapa dinamakan Harmonik sederhana? Sesuai dengan pemahaman perkatanya ialah harmonik yang artinya bentuk/pola yang senantiasa berulang pada waktu tertentu dan sederhana diartikan bahwa asumsi tidak ada gaya disipasi, sehingga amplitudo dan energi tetap/infinit
Gerak Harmonik Sederhana yakni gerak periodik bolak balik dengan lintasan yang ditempuh selalu sama (tetap) berpusat pada satu titik (titik setimbang). Gerak Harmonik Sederhana memiliki persamaan gerak dalam bentuk sinusoidal dan dipakai untuk menganalisis suatu gerak periodik tertentu. Gerak harmonis sederhana yang mampu dijumpai dalam kehidupan sehari-hari yaitu getaran benda pada pegas dan getaran benda pada ayunan sederhana.
B. JENIS GERAK HARMONIK SEDERHANA
Gerak Harmonik Sederhana mampu dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu :
- Gerak Harmonik Sederhana Linier, pergerakannya ada pada satu garis lurus vertikal maupun horizintal. Misalnya penghisap dalam silinder gas, gerak osilasi air raksa / air dalam pipa U, gerak horizontal / vertikal dari pegas (pegas pada kendaraan beroda empat), dan sebagainya.
 |
| GERAK HARMONIK SEDERHANA LINIER |
- Gerak Harmonik Sederhana Angular, pergerakannya mengayun membentuk contoh setengah bundar ataupun bisa saja perputaran. Misalnya gerak bandul/ bandul fisis(bandul jam), osilasi ayunan torsi, dan sebagainya.
 |
| GERAK HARMONIK SEDERHANA ANGULAR |
C. BESARAN GERAK HARMONIK SEDERHANA
Besaran fisika pada Gerak Harmonik Sederhana pada pegas pada dasarnya sama dengan ayunan sederhana, yaitu terdapat kurun, frekuensi dan amplitudo. Jarak x dari posisi setimbang disebut simpangan. Simpangan maksimum alias jarak paling besar dari titik setimbang disebut amplitudo (A). Satu getaran Gerak Harmonik Sederhana pada pegas yaitu gerak bolak balik lengkap dari titik permulaan dan kembali ke titik yang serupa.
1. Perpindahan
Bola mulai dari sumbu x pada x = +A dan bergerak menempuh sudut θ dalam waktu t. Karena gerak ini merupakan gerak melingkar beraturan, maka bola bergerak dengan laju sudut konstan w (dalam rad/s). Akibatnya dapat dinyatakan, θ = wt. Perpindahan bayangan pada arah x yakni proyeksi jari-jari lingkaran A pada sumbu
2. Periode (T)
Waktu yang dibutuhkan oleh benda yang bergerak harmonik sederhana untuk menempuh satu putaran penuh disebut perioda. Besar perioda bergantung pada laju sudut bola ω. Semaik besar sudut, makin singkat waktu yang dibutuhkan untuk menempuh satu putaran.
Hubungan antara ω dan T diperoleh dari ω = Δθ/Δt, sehingga :
3. Frekuensi (f)
Selain abad, terdapat juga frekuensi alias banyaknya getaran yang dikerjakan oleh benda selama satu detik. Frekuensi menunjukkan seberapa “cepat” Gerak Harmonik Sederhana berlangsung, dalam grafik y-t frekuensi yang lebih besar ditunjukkan dengan grafik sinusoidal yang lebih rapat.
Pegas :
Bandul :
4. Amplitudo (A)
Amplitudo yakni perpindahan maksimum dari titik kesetimbangan.
 |
| AMPLITUDO |
Sebuah pegas jika ditarik atau ditekan dari posisi normalnya akan melawan dengan gaya tertentu untuk menormalkan dirinya. Gaya ini disebut gaya pemulih (restoring force), yang besarnya seimbang dengan seberapa besar kita mempesona/menekan pegas tersebut dan arahnya berlawanan dengan arah tarikan kita. Hubungan ini dirumuskan oleh Robert Hooke:
D. SIMPANGAN GERAK HARMONIK SEDERHANA
Simpangan gerak harmonik pada sebuah titik merupakan jarak titik tersebut ke titik sepadan.
Atau
Dimana :
Y = simpangan gerak harmonik (m)
A = amplitudo (m)
ω = kecepatan sudut (rad/s)
T = periode getaran (s)
F = frekuensi getaran (Hz)
t = waktu tempuh (s)
E. KECEPATAN GERAK HARMONIK SEDERHANA
Berbeda dengan simpangan yang menunujukkan posisi sebuah benda, maka kecepatan merupakan turunan pertama dari posisi.
Nilai kecepatan v maksimum ketika cos ωt = 1, sehingga kecepatan maksimumnya yakni :
Lalu, kecepatannya di sembarang posisi y atau hubungan kecepatan dengan simpangan harmonik adalah :
F. PERCEPATAN GERAK HARMONIK SEDERHANA
Percepatan mampu dicari dengan mengenang bahwa percepatan adalah turunan pertama kecepatan kepada waktu.
Nilai percepatan (a) akan maksimum pada dikala sin ωt = 1, sehingga percepatan maksimumnya adalah :
Hubungan percepatan dengan simpangan harmonik :
G. ENERGI PADA GERAK HARMONIK SEDERHANA
Gerak Harmonik Sederhana tidak hanya memiliki persamaan-persamaan, tetapi juga energienergi yang membarenginya. Apa saja energi itu?
1. Energi Kinetik
Energi kinetik ialah energi yang dimiliki oleh benda yang melaksanakan gerak harmonik sederhana sebab kecepatan geraknya.
Energi kinetik maksimum pada gerak harmonik dicapai saat berada di titik setimbang. Sedangkan energi kinetik minimum diraih dikala berada di titik balik.
2. Energi Potensial
Besarnya energi berpeluang yakni energi yang dimiliki gerak harmonik sederhana sebab simpangannya. Secara matematis energi berpeluang yang dimiliki gerak harmonik dirumuskan selaku berikut :
Energi maksimumnya terjadi pada gerak yang dicapai dikala berada di titik baliknya.
3. Energi Mekanik
Energi ini merupakan hasil penjumlahan energi kinetik dan potensial.
Berdasarkan persamaannya, energi mekanik suatu benda yang bergerak harmonik tidak bergantung waktu dan tempat. Makara, energi mekanik suatu yang bergerak dimanapun besarnya sama.
 |
| ENERGI MEKANIK |
Semua benda yang bergetar di mana gaya pemulih F berbanding lurus dengan negatif simpangan (F = -kx), maka benda tersebut dibilang melakukan gerak harmonik sederhana (GHS) alias Osilator Harmonik Sederhana (OHS).
H. APLIKASI GERAK HARMONIK SEDERHANA
Pengaplikasian gerak harmonik cukup banyak dalam kehidupan berbentukalat bantu manusia. Berikut beberapa aplikasinya :
1. Shock Absorber (pegas)
Peredam kejut pada mobil memiliki unsur pegas yang terhubung pada piston dan dipasangkan erat roda kendaraan. Hal ini menolong untuk mengatur atau meredam guncangan pada roda.
2. Jam bandul
Karena tidak menggunakan baterai, jam bandul melakukan pekerjaan dengan mempergunakan tenaga gravitasi atau pegas. Baik jam pegas atau jam rantai memiliki mekanisme pemutar dan terdapat roda gigi yang berputar dan menggerakkan jarum jam mirip halnya bandul yang bergerak kekiri dan kekanan.
3. Pita lentur
Berkalu mirip pegasmirip dengan sistem massa pegas. Keduanya akan bergetar dari titik setimbangnya sampai gaya gesekan mengeluarkan daya redam. Strukturkaret menjadikannya mempunyai energi berpotensi elastis yang tinggi sehingga mampu diaplikasikan ke penggunaan kabel bugee jumping.
4. Trampolin
Bahan trampolin ialah pegas yang tingkat elastisitasnya tinggi. Ditarik dari posisi setimbang,pegas mendapatkan energi memiliki potensi elastisnya. Energi ini pula yang mendorong seseorang memantul kembali ke atas.
5. Garpu tala
Perbedaan ukuran garpu tala menyebabkannya menghasilkan titinada yang berbeda pula. Makin besar massa garpu tala semakin rendah frekuensi osilasi dan makin rendah pula nada yang dihasilkan.
6. Jam mekanik
Pada roda keseimbangan dari sebuah jam mekanik memiliki bagian pegas yang mau menawarkan sebuah torsi pemulih yang sepadan dengan perpindahan sudut dan posisi kesetimbangan. Gerak ini merupakan gerak harmonik sederhana jenis angular.
I. CONTOH SOAL GERAK HARMONIK SEDERHANA
1. Sebuah benda melakukan gerak harmonik dengan amplitudo 2A. Pada saat kecepatannya sama dengan seperempat kecepatan maksimum, tentukan simpangannya!
 |
| PENYELESAIAN SOAL 1 |
2. Saat energi kinetik benda bergetar selaras sama dengan energi potensialnya maka…
 |
| PENYELESAIAN SOAL 2 |
3.Sebuah benda dengan massa 4 gram digetarkan dengan y = 0,05 sin 300t dengan satuan internasional. Tentukan kecepatan dan percepatannya ketika t = 2 s.
 |
| PENYELESAIAN SOAL 3 |
4. Jika massa beban yang digantung pada ujung bawah pegas 3 kg, maka era getarannya 7 sekon. Jika massa beban dilipat gandakan menjadi 9 kg, maka pastikan era getarannya!
 |
| PENYELESAIAN SOAL 4 |
Nah itulah dia pembahasan kami kali ini wacana Gerak Harmonik Sederhana, agar dapat berguna bagi teman semuanya. Apabila masih ada yang belum dimengerti silahkan teman tanyakan melalui kotak komentar di bawah ini, kami akan berusaha menanggapi dengan segera dan sempurna. Terimakasih telah berkunjung di softilmu, jangan lupa like, follow, dan komentarnya ya J.