Gerak Osilasi dan Jatuh Bebas

Gerak Osilasi dan Jatuh Bebas
1. Gerak Osilasi
Gerak Osilasi adalah gerakan yang berulang-ulang seperti maju-mundur, atas-bawah,
dan kanan-kiri yang berulang pada selang waktu dan lintasan yang sama. Osilasi Harmonik
terdiri dari Osilasi Harmonik Sederhana dan Osilasi Harmonik Teredam.
Osilasi Harmonik Sederhana adalah gerak bolak-balik yang terjadi disekitar titik
kesetimbangan atau biasa disebut dengan getaran. Contoh dari Osilasi Harmonik Sederhana
adalah bandul yang diayun, dan gerak harmonik pada pegas. Dibawah ini adalah contoh
gambar bandul dan pegas:
Gerak osilasi pada bandul dimisalkan menggunakan benda pejal yang bermassa M
kemudian diputar terhadap sumbu putarnya (O) dengan sudut yang sangat kecil. Mengapa
sudut yang kecil? Karena syarat untuk mendapatkan gerakan osilasi yang harmoni
dibutuhkan ayunan/gerakan yang harmonis, jika menggunakan sudut simpangan yang besar
maka pergerakan bandul akan tidak harmonis dan belum bisa disebut gerak osilasi harmonis
sebelum bandul bergerak secara harmonis.
Bandul tersebut kemudian diayunkan dengan sudut simpangan sebesar θ sdan benda
akan berosilasi terhadap porosnya. Terdapat momen gaya yang membuat benda berputar
terhadap poros. Hubungan momen gaya dengan sudut simpangan sebesar
Dengan g percepatan gravitasi dan r adalah jarak titik pusat massa bandul terhadap titik
putar bandul (O).
Selain rumus diatas berlaku pula persamaan dinamika gerak rotasi
D
dengan α adalah percepatan sudut bandul, dan Io adalah momen inersia bandul
terhadap poros (O). Kemudian dari kedua persamaan diatas :
Rumus diatas adalah rumus untuk mencari percepatan gravitasi.
Osilasi Harmonik Teredam adalah osilasi yang seiring berjalannya wktu akan berhenti
karena adanya redaman dari luar sistem seperti gaya gesek udara, gaya ayun yang semakin
kecil dan adanya gaya gravitasi yang mempengaruhi gerak benda. Gerak ini sama dengan
gerak osilasi harmonik sederhana namun dilihat dari grafik terlihat bahwa simpangan akan
berubah setiap waktunya yang seiring berjalannya waktu semakin mengecil dan akhirnya
nol (berhenti).
Selain bandul dan sistem pegas ada pula contoh pergerakan yang membentuk gerakan
osilasi seperti bandul jam dinding, ayunan, kipas angin yang bergerkan kekiri dan kekanan,
gerakan detak jantung manusia dan lain-lain.
2. Gerak Jatuh Bebas
Gerak jatuh bebas merupakan gerak lurus berubah beraturan (GLBB) yaitu gerak dengan
percepatan konstan dan kecepatan awal sama dengan nol.
Karena Vo atau kecepatan awal nol, maka rumus GJB adalah sebagai berikut :
Gerak jatuh bebas tidak dipengaruhi oleh massa benda, melainkan dipengaruhi oleh
luas permukaan benda. Semakin luas permukaan benda maka semakin lama pula waktu yang
dibutuhkan benda untuk sampai ke permukaan tanah(bumi).