Fisika Osilasi

Materi Fisika Osilasi 

Materi Fisika Osilasi – Salah satu materi Fisika khusus BAB Elastisitas dikenal istilah osilasi. osilasi merupakan variasi periodik terhadap waktu dari suatu hasil pengukuran, contohnya pada ayunan bandul. Istilah vibrasi atau getaran sering digunakan sebagai sinonim osilasi, walaupun sebenarnya vibrasi merujuk pada jenis spesifik osilasi, yaitu osilasi mekanis. Osilasi tidak hanya terjadi pada suatu sistem fisik, tapi bisa juga pada sistem biologi dan bahkan dalam masyarakat. Osilasi terbagi menjadi 2 yaitu osilasi harmonis sederhana dan osilasi harmonis kompleks. Dalam osilasi harmonis sederhana terdapat gerak harmonis sederhana. Untuk istilah dalam hasil pengukuran kelistrikan, osilasi dapat disebut flicker atau gangguan yang mengubah bentuk gelombang menjadi rusak/cacat.

Osilasi

Kalau benda bermassa di ujung pegas kita tarik sejauh A lalu kita lepas apa yang terjadi? Benda tadi akan ditarik gaya pegas melewati x = 0 lalu menuju ke A negatif, benda akan berbalik arah di x = -A dan kembali melewati x = 0 lalu ke x = A dan berbalik arah. Bila dasar yang digunakan untuk meletakkan pegas dan massa adalah permukaan yang licin, maka massa akan bergerak bolak-balik tanpa berhenti atau dapat dikatakan benda berosilasi. Jarak sejauh A disebut sebagai amplitudo atau simpangan maksimum benda,titik x = 0 disebut titik kesetimbangan, arah gerakan selalu melewati titik kesetimbangan.

Hubungan Periode dengan Frekuensi

Waktu yang digunakan massa untuk melakukan satu osilasi disebut periode  diberi simbol T. Banyaknya osilasi tiap detik diberi nama frekuensi dengan symbol. Hubungan antara periode dan frekuensi adalah:

Dengan demikian, adalah frekuensi osilasi. Satu kali osilasi adalah gerakan dari titik awal melewati titik keseimbangan ke simpangan maksimum di ujung lain dan kembali ke titik awal dengan melewati titik kesetimbangan. Sekarang kita akan meninjau gaya yang bekerja pada benda bergerak karena dipengaruhi oleh gaya pegas, bagaimana percepatan dan kecepatannya? Bukankah menurut hokum Newton gaya akan menyebabkan benda mengalami percepatan? Kita bisa menuliskan gaya yang bekerja pada massa yang terikat pada pegas sebagai berikut:

Simpangan setiap saat  atau posisi massa setiap saat  yaitu x dapat dituliskan sebagai fungsi berikut:

Grafik posisi, kecepatan dan percepatan massa di ujung pegas dapat dilihat pada gambar grafik paling bawah, dengan  adalah frekuensi sudut =2πf, dan δ adalah konstanta fase, A adalah amplitude atau simpangan maksimum. Nilai  adalah:

Hubungan Frekuensi dengan Frekuensi Sudut dalam Osilasi

Kaitan antara frekuensi dan frekuensi sudut adalah:

Fungsi dapat berupa fungsi cosinus atau sinus tergantung pada di mana massa saat t = 0. Perhatikan gambar di bawah ini!

Keterangan Gambar di Atas: Pegas pada keadaan diam diberi gaya sesaat sehingga tertekan sejauh x cm. Maka saat mulamula simpangan pegas adalah 0, maka kita menggunakan fungsi Sinus. Jika keadaan awal pegas kita tekan, kemudian kita lepaskan maka pada keadaan awal simpangannya x cm, maka kita gunakan fungsi cosinus.

Contoh Soal Osilasi