Pengertian Osilasi Adalah : Rumus dan Contoh Soal
Apa yang dimaksud dengan osilasi? Osilasi merupakan kata yang tidak umum bagi orang awam. Banyak orang yang belum mengetaui apa definisi dari osilasi. Oleh sebab itu kita akan mengulas pengertian osilasi lengkap dengan jenis dan contoh soalnya.
Pengertian Osilasi
Osilasi adalah sebuah variasi periodik terhadap waktu dari suatu hasil pengukuran. Osilasi sering juga dikatakan sebagai vibrasi atau getaran. Contoh sederhana dari osilasi yaitu pada ayunan bandul.
Walaupun getaran kerap kali digunakan sebagai persamaan dari osilasi, sebenarnya getaran lebih mengarah kepada salah satu jenis osilasi, yaitu osilasi mekanis.
Secara teknis, osilasi dibagi menjadi 2 jenis, antara lain :
- Osilasi Harmonis Sederhana
- Osilasi Harmonis Kompleks
Pada osilasi harmonis sederhana, ada sebuah gerak harmonis sederhana. Yang jika diistilahkan dalam hasil pengukuran elektro disebut dengan flicker, yaitu atau gangguan yang dapat merubah bentuk gelombang menjadi rusak atau cacat.
Ketika sebuah dengan berat tertentu ditepatkan pada ujung pegas kemudian ditarik sejauh A lalu dilepas, hal apakah yang kira-kira akan terjadi?
Benda tersebut pastinya akan ditarik dengan gaya pegas melewati x = 0, lalu menuju ke A negatif, kemudian berbalik ke arah x = A negatif, dan kembali melewati x = 0, kemudian ke x = A dan berbalik arah.
Jika landasan yang dipakai untuk pegas dan massa adalah permukaan yang licin, maka massa akan bergerak bolak–balik tanpa berhenti atau bisa dikatakan benda tersebut berosilasi.
Jarak sejauh A disebut dengan amplitudo, yaitu simpangan maksimum dari benda, titik x = 0 disebut dengan titik keseimbangan, dan arah geraknya 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 )
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 bisa berupa fungsi sinus atau cosinus, tergantung pada dimana massa saat t = 0.
Misalnya pada gambar di bawah ini :
Pada gambar diatas kita melihat bahwa pegas dalam keadaan diam, kemudian diberi gaya sesaat sehingga tertekan sejauh x cm. Jadi diawal simpangan pegasnya adalah 0, maka kita harus menggunakan fungsi sinus.
Jika seandainya keadaan diawal saat pegasnya kita tekan dan lepaskan adalah x cm, maka kita harus menggunakan fungsi cosinus.
Contoh Soal Osilasi
Jika motor dengan massa 1800 kg ditopang oleh 4 buah pegas, yang memiliki tetapan gaya yaitu 18.000 N/m. Apabila motor tersebut dinaiki oleh 3 orang dengan jumlah massa 200 kg, dan melewati sebuah lubang yang berada ditengah jalan. Maka tentukanlah :
- Frekuensi getaran pegas mobil?
- Waktu yang diperlukan untuk menempuh dua getaran?
Diketahui :
Massa motor = 1.800 kg
Massa penumpang = 200 kg
Konstanta = 18.000 kg
Ditanya : f ?
T (untuk dua getaran) ?
T (untuk dua getaran) ?
Jawab :
Massa motor + penumpang = 1.800 kg + 200 kg = 2.000 kg
Dengan asumsi total bobot motor terbagi merata kepada keempat pegas, sehingga perhitunggannya setiap pegas akan menanggung beban sebesar :
Persamaan yang digunakan untuk menghitung frekuensi getaran pegas motor.
Selang waktu 1 getaran sama dengan periode T.
Waktu yang diperlukan untuk pegas menempuh dua getaran
Demikianlah pembahasan mengenai pengertian osilasi, hubungan dengan frekuensi dan periode, beserta rumus dan contoh soal. Semoga penjelasan diatas bermanfaat dan bisa memberikan informasi yang dibutuhkan pembaca, terlebih mengenai istilah osilasi.