Kita melihat berbagai jenis gerakan setiap hari. Gerakan jam tangan, gerak roda mobil, dll. Apakah Anda pernah memperhatikan bahwa jenis gerakan ini terus berulang? Gerakan seperti itu sifatnya periodik. Salah satu jenis gerakan periodik adalah gerakan harmonik sederhana. Tapi apa itu mereka Ayo cari tahu.
Gerakan dan Osilasi periodik
Sebuah gerakan yang berulang dalam interval waktu yang sama bersifat periodik. Kita perlu tahu apa itu gerakan periodik untuk memahami gerak harmonik sederhana.
Gerakan periodik adalah gerakan di mana benda mengulangi jalurnya dalam interval waktu yang sama. Kita melihat banyak contoh gerak periodik dalam kehidupan kita sehari-hari. Gerakan tangan sebuah jam adalah gerakan periodik. Goyang buaian, berayun di ayunan, dedaunan pohon bergerak ke sana kemari karena angin sepoi-sepoi, ini semua adalah contoh gerakan periodik.
Partikel melakukan gerakan yang sama berulang-ulang dalam gerakan periodik. Satu set gerakan seperti itu disebut Osilasi. Contoh gerak osilasi yang bagus adalah Gerakan Harmonik Sederhana. Mari pelajari di bawah ini.
Apa itu Gerakan Harmonik Sederhana
Ketika suatu benda bergerak ke sana kemari di sepanjang garis, gerakan itu disebut gerak harmonik sederhana. Pernahkah Anda melihat pendulum atau bandul? Ketika kita mengayunkannya, ia bergerak ke sana kemari di sepanjang garis yang sama. Ini disebut osilasi. Osilasi pendulum adalah contoh gerak harmonik sederhana.
Sekarang, perhatikan ada pegas yang terikat di salah satu ujungnya. Ketika tidak ada gaya yang diterapkan padanya, ia berada pada posisi setimbang. Sekarang, Jika kita menariknya ke luar, ada gaya yang diberikan oleh pegas yang diarahkan ke posisi kesetimbangan. Jika kita mendorong pegas ke dalam, ada gaya yang diberikan oleh pegas menuju posisi kesetimbangan.
Dalam setiap kasus, kita dapat melihat bahwa gaya yang diberikan oleh pegas selalu menuju posisi kesetimbangan. Gaya ini disebut gaya pulih. Kita sebut gaya dengan F dan perpindahan dari posisi kesetimbangan dengan x.
Oleh karena itu, gaya pulih diberikan oleh, F = – kx (tanda negatif menunjukkan bahwa gaya berada di arah yang berlawanan). Di sini, k adalah konstanta yang disebut konstanta gaya. Satuannya adalah N / m dalam sistem S.I. dan dynes / cm dalam sistem C.G.S.
Gerak Harmonik Sederhana Linier
Gerak harmonik sederhana linier didefinisikan sebagai gerak periodik linier dari suatu benda di mana gaya pulih selalu diarahkan ke posisi kesetimbangan atau posisi rata-rata dan besarannya berbanding lurus dengan perpindahan dari posisi kesetimbangan. Semua gerakan harmonik sederhana bersifat periodik, tetapi semua gerakan periodik bukanlah gerakan harmonik sederhana.
Sekarang, ambil contoh pegas sebelumnya. Kita sebut massanya dengan m. Percepatan benda diberikan oleh,
a = F / m = - kx / m = - ω2x Di sini, k / m = ω2 (ω adalah frekuensi sudut benda)
Konsep Gerak Harmonik Sederhana
Amplitudo: Perpindahan maksimum suatu partikel dari posisi setimbangnya atau posisi rata-rata adalah amplitudo-nya. Satuan S.I adalah meter. Dimensinya adalah [L1M0 T0]. Arahnya selalu menjauh dari posisi rata-rata atau keseimbangan.
Periode: Waktu yang diambil oleh partikel untuk menyelesaikan satu osilasi adalah periode. Oleh karena itu, pada gerak harmonik sederhana adalah waktu waktu yang diperlukan supaya gerak itu akan terulang kembali. Dengan demikian, gerakan akan terulang setelah nT. di mana n adalah bilangan bulat.
Frekuensi: Frekuensi dalam gerak harmonik sederhana adalah jumlah osilasi yang dilakukan suatu partikel per satuan waktu. Satuan frekuensi S.I. adalah hertz atau r.p.s (rotasi per detik). Dimensinya adalah [L0M0T-1].
Fase: Fase dalam gerak harmonik sederhana adalah keadaan osilasi. Besarnya dan arah perpindahan partikel mewakili fase.
