Apakah kamu pernah merasakan sesuatu yang bergetar? Fenomena tersebut bisa kamu temukan di mana-mana, lho. Contoh mudahnya adalah getaran dari notifikasi grup WhatsApp dari handphone-mu.
Banyak sekali fenomena getar yang terjadi di kehidupan sehari-hari. Jadi, apa itu getaran dalam fisika? Mari simak pembahasannya berikut ini!
Daftar ISI
Apa Itu Getaran?
Dalam dunia fisika, getar memiliki pengaplikasian yang luas di berbagai bidang. Di bidang teknik, aplikasi getar biasanya untuk menguji ketahanan dan keandalan struktur, seperti gedung pencakar langit, komponen kendaraan, dan jembatan.
Getaran merupakan salah satu fenomena pergerakan yang berulang-ulang dari suatu objek atau medium. Fenomena ini bisa kamu amati di kehidupan sehari-hari. Kamu bisa mengamati pengaplikasian fenomena ini dalam bidang ilmu pengetahuan dan teknologi yang lebih dalam.
Di bidang kesehatan atau kedokteran, pengaplikasian getar adalah untuk terapi fisik, meredakan nyeri, dan membantu mempercepat pemulihan cedera. Selain itu, pengaplikasian getar juga terdapat dalam teknologi informasi dan telekomunikasi, seperti pengaturan “bergetar” pada gadget.
Getaran dalam fisika memiliki hubungan yang erat dengan sifat gelombang. Gelombang adalah perpindahan energi melalui medium yang digunakan untuk menggambarkan energi getar yang bergerak melalui ruang dan waktu.
Gelombang juga memiliki beberapa jenis, seperti gelombang suara, gelombang magnetik, dan gelombang elektromagnetik.
Konsep Getaran
Seperti pada pengertian sebelumnya, getaran adalah pergerakan bolak-balik atau pergerakan yang berulang-ulang dan berperiode dari partikel sebuah objek. Terdapat dua macam getaran, yaitu getaran harmonik atau teratur dan tidak teratur.
Pada umumnya fenomena ini melibatkan dua elemen yang paling penting, yaitu pegas dan massa. Jika ada objek yang terganggu dari posisi keseimbangannya, maka akan terjadi gaya restorasi oleh pegas yang menyebabkan objek tersebut bergetar.
Konsep ini bernama hukum Hooke, yaitu gaya restorasi sebanding secara langsung dengan perpindahan dari posisi keseimbangan.
Di pelajaran sekolah, kamu akan mempelajari lebih lanjut terkait gerak harmonik sederhana (GHS) dengan memperhatikan gerakan pendulum atau bandul. Selain menggunakan pendulum atau bandul, gerak getar dapat kamu temukan pada benda yang kamu gunakan di kehidupan sehari-hari, seperti gitar, handphone, ayunan, bahkan jendela ketika ada petir.
Selanjutnya, terdapat ciri-ciri gerak getar yang perlu kamu ketahui, yaitu memiliki periode, frekuensi, dan waktu getar.
Jenis Getaran
Secara umum, terdapat dua jenis getaran, yaitu getaran bebas dan paksa. Berikut adalah pengertiannya.
1. Getaran Bebas
Ini merupakan gerak getar yang menghasilkan frekuensi alami karena dinamika dari distribusi massa dan kekuatan yang menghasilkan gerak getar. Jenis getar ini terjadi karena terdapat gaya awal yang bekerja pada sistem tersebut.
Contohnya dari gerak getar bebas ini bisa kamu lihat dari gerakan bandul. Bandul yang digerakkan akan menghasilkan getaran sampai pergerakannya terhenti.
2. Getaran Paksa
Sementara itu, getar paksa merupakan gerak getar yang terjadi akibat gerakan bolak-balik karena adanya gaya luar yang secara paksa menghasilkan guncangan pada sistem. Contohnya, gempa yang menyebabkan rumah roboh.
Besaran dan Rumus Getaran
Sebelum mengetahui rumus getar lebih lanjut, alangkah baiknya kamu mengetahui dulu besaran yang digunakan dalam getaran.
Amplitudo
Besaran yang pertama adalah amplitudo, yaitu jarak atau simpangan maksimum atau simpangan terjauh dari titik seimbang. Perhatikan gambar bandul berikut ini.
Pada gambar bandul tersebut, terdapat titik B atau titik keseimbangannya, dan amplitudonya adalah titik BA dan BC.
A-B = ¼ getaran
B-C = ¼ getaran
A-B-C = ½ getaran
A-B-C-B = ¾ getaran
A-B-C-B-A = 1 getaran
Selain itu, amplitudo terbagi menjadi tiga jenis yang utama, antara lain:
- Amplitudo dengan pengukuran skalar non negatif dari osilasi atau gerakan bolak-balik gelombang.
- Rujukan amplitudo pada jarak paling jauh dari titik keseimbangan gelombang sinusoidal.
- Amplitudo dengan simpangan paling jauh dan paling besar dari titik seimbang getar dari suatu gelombang.
Periode
Besaran yang selanjutnya adalah periode, yaitu waktu yang diperlukan oleh suatu benda untuk membuat satu getaran. Periode dilambangkan sebagai “T”.
Perhatikan rumus berikut ini.
T = t/n
Keterangan:
T = periode, dengan satuan detik (s)
t = waktu, dengan satuan detik (s)
n = jumlah
Selanjutnya, ada frekuensi, yaitu jumlah getar yang terjadi dalam kurun waktu satu detik, dengan menggunakan satuan Hertz (Hz).
Perhatikan rumus untuk mencari frekuensi berikut ini.
f = n/t
Keterangan:
f = frekuensi
t = waktu
n = jumlah
Rumus mencari periode dan frekuensi juga terlihat sangat mirip, hanya terbalik-balik saja. Dari sini, kamu bisa menyimpulkan sendiri bahwa periode dan frekuensi itu berbanding terbalik, sehingga bisa kamu rumuskan menjadi seperti ini.
f=1/T atau T=1/f
Besaran-besaran dalam rumus getaran ini juga terdapat pada rumus gelombang. Namun, apa perbedaan antara getaran dan gelombang? Gerak getar merujuk pada pergerakan bolak-balik dalam suatu periode melalui titik keseimbangan. Sementara itu, gelombang merupakan gerak getar yang merambat.
Contoh Soal dan Pembahasan
Setelah kamu mengetahui pengertian dan komponen-komponen yang ada dalam gerak getar, mari simak latihan soal beserta pembahasannya berikut ini.
Contoh Soal 1
Terdapat sebuah getaran yang menghasilkan frekuensi sebesar 60 Hz. Hitunglah periodenya!
Pembahasan:
Soal tersebut menanyakan periode getar, maka rumus yang kamu gunakan adalah rumus periode, yaitu:
T = 1/f
T = 1/60
T = 0,01 detik
Jadi, periodenya adalah 0,01 detik.
Contoh Soal 2
Perhatikan pernyataan tentang getaran berikut ini:
- Semakin besar frekuensinya, maka semakin kecil periodenya.
- Perubahan frekuensi tidak memengaruhi periodenya.
- Semakin kecil frekuensinya, maka semakin kecil periodenya.
- Semakin besar frekuensinya, maka semakin besar periodenya.
Manakah pernyataan valid yang menyatakan hubungan antara frekuensi dan periode?
Pembahasan:
Untuk menjawab soal tersebut, kamu perlu melihat bagaimana hubungan frekuensi dan periode di rumus periode sebelumnya, yaitu:
F = 1/T
Melalui rumus ini, maka hubungan frekuensi dengan periode itu berbanding terbalik. Jadi, jawaban yang tepat adalah (1) semakin besar frekuensinya maka semakin kecil periodenya.
Contoh Soal 3
Pada selang waktu 4 detik terjadi pergerakan bolak-balik sebanyak 20 kali. Hitunglah frekuensi dan periodenya!
Pembahasan:
Dalam 4 detik terjadi 20 getaran, yang berarti dalam 1 detik terjadi 5 gerak getar, sehingga frekuensi = 5 Hz. Lalu berapa periodenya?
Pembahasan:
T = ⅕ =0,2 s
Jadi, frekuensi dan periode yang benar adalah 5 Hz dan 0,2s.
Contoh Soal 4
Suatu benda bergerak sebanyak 50 kali selama 0,5 detik. Hitunglah periode dan frekuensi benda tersebut!
Pembahasan
Diketahui:
n = jumlah getar = 50 kali
t = waktu = 0,5 s
Ditanya:
Periode dan frekuensi?
Jawab:
Pertama, hitung dulu periodenya
T = t/n = 0,5/50 = 0,01 s
Selanjutnya, hitung frekuensi dengan menggunakan rumus berikut:
f = 1/t = 1/0,01 = 100 Hz
Jadi, periode dan frekuensi yang tepat adalah 0,01 s dan 100 Hz.
Contoh Soal 5
Perhatikan gambar bandul di bawah ini!
Gerakan bandul sebanyak 2,5 kali adalah…
- C-B-A-B-C-B-A-B-C-B-A
- C-B-A-B-C-B-A-B-C
- C-B-A-B-C-B-A-B
- C-B-A-B-C-B-A-B-C-B-A-B-C
Pembahasan:
1 kali getar = 1 kali gerakan bolak-balik = C-B-A-B-C
Jadi, gerakan getar 2,5 kali adalah = C-B-A-B-C-B-A-B-C-B-A (a)
Contoh Soal 6
Terdapat sebuah benda dengan periode getar sebesar 0,05 detik. Hitunglah jumlah getar yang terjadi dalam waktu 2 menit!
Pembahasan
Diketahui:
T = 0,05 detik
t = 2 menit = 120 detik
Ditanya:
Jumlah gerak getar benda selama 2 menit?
Jawab:
T = t/n
n = t/T
n = 120/0,05
n = 2.400 getaran
Jadi, gerak getar benda yang terjadi selama 2 menit adalah sebanyak 2400 kali.
Kesimpulan
Itu dia pembahasan tentang getaran mulai dari pengertian, jenis, rumus, contoh soal, hingga pembahasan terkait materi ini dalam fisika. Kamu bisa menghafal rumus-rumus dan melakukan latihan soal dari sumber lainnya untuk memperlancar pengertian kamu terkait materi ini.
Dengan memahami fenomena gerak getar fisika memungkinkan kamu untuk menghargai fenomena-fenomena yang terjadi di kehidupan sehari-hari. Mungkin saja di kemudian hari bisa kamu gunakan untuk mengembangkan kemajuan teknologi dan pengetahuan serta menerapkannya untuk kepentingan manusia dan lingkungan.
Semoga artikel ini bermanfaat untuk menambah wawasan kamu terkait materi getaran. Selamat belajar!
