GERAK HARMONIK SEDERHANA (GHS)

Contoh gerakan harmonik sederhana pada ayunan

                 
 A. PENGERTIAN
      Pengertian dari gerak harmonik sederhana adalah gerak bolak-balik pada suatu benda secara teratur melalui titik kesetimbangannya, banyaknya getaran setiap sekonnya selalu sama/konstan.Setiap gerak yang terjadi secara berulang dalam selang waktu yang sama disebut gerak periodik. Karena gerak ini terjadi secara teratur maka disebut juga sebagai gerak harmonik. Apabila suatu partikel melakukan gerak periodik pada lintasan yang sama maka geraknya disebut gerak osilasi/getaran. Bentuk yang sederhana dari gerak periodik adalah benda yang berosilasi pada ujung pegas. Karenanya kita menyebutnya gerak harmonis sederhana. 

       Gerak harmonik sederhana disebabkan karena suatu benda mendapat suatu gaya (bisa doronngan atau tarikan) dan mengalami gaya pemulih (restoring force), misalnya seperti pemanjangan dan pemendekan sebuah pegas dari titik setimbang  karena diberi gaya.

B. SYARAT 

Syarat suatu gerak dikatakan getaran harmonik :
1. Gerakannya periodik (bolak-balik)
2. Gerakannya selalu melewati posisi keseimbangan
3. Percepatan atau gaya yang bekerja pada benda sebanding dengan posisi/arah simpangan benda
4. Arah percepatan atau gaya yang bekerja pada benda selalu mengarah ke posisi keseimbangan

C. BESARAN 
    Apabila dibuatkan grafik, gerak harmonis akan membentuk grafik sinus atau sinusoidal seperti berikut:

Dalam gerak harmonik terdapat beberapa besaran fisika yang dimiliki benda diantaranya:

• Simpangan (y): jarak benda dari titik keseimbangan

• Amplitudo (A): simpangan maksimum atau jarak terjauh

• frekuensi (f): banyaknya getaran setaip waktu

• Perioda (T):banyaknya waktu dalam satu getaran

D. RUMUS GHS

1. Gerak Harmonik Pada Pegas

Untuk pegas nilai periodanya ditentukan menggunakan rumus berikut:

Keterangan:
T = Periode (s)
m = massa beban (kg)
K = konstanta pegas (N/m)

Pada pegas periode dipengaruhi oleh massa beban dan nilai konstanta pegas. Semakin besar massa beban maka makin besar nilai periodanya. Beda halnya dengan konstanta pegas, semakin besar konstanta pegas maka makin kecil nilai periodanya.

2. Gerak Harmonik pada Ayunan Bandul Sederhana atau disebut juga sebagai Pendulum.

Persamaan:

Dalam ayunan bandul sederhana, periode ayunan tergantung dari panjang tali dan gravitasi. Semakin besar panjang tali maka makin besar juga periodanya. Seperti persamaan berikut:

Keterangan:
T = Perioda (s)
l = Panjang tali (m)
g = percepatan gravitasi (m/s2)

Bandul sederhana maupun pegas biasanya kita pergunakan untuk menentukan nilai percepatan gravitasi bumi dalam praktikum.

CONTOH SOAL :

Massa benda yang digantung pada ujung bawah pegas 1 kg, massa periode getarannya 3 sekon. Jika massa beban menjadi 4 kali, maka tentukan periode getarannya!

JAWABAN :
• Diketahui :
m1 = 1 kg
T1  = 3 sekon
m2 = 4 kg

• Ditanya :
T2 = ?

• Penyelesaian :
T = 2π √m/k
T2 /T1= 2π √(m2/k ) / 2π √(m2/k) = √m2/m1
T2/3 = √4/1
T2/3 = √4 = 2
T2 = 2 × 3 = 6

Jadi, periode getaran saat beban menjadi 4 kali adalah 6 sekon.