Dokumen tersebut membahas tentang osilasi, yang merupakan variasi periodik terhadap waktu dari suatu hasil pengukuran seperti ayunan bandul. Osilasi dapat terjadi karena gaya pegas pada benda bermassa yang ditarik dan dilepaskan. Ada tiga jenis redaman osilasi yaitu underdamped, critical damping, dan over damping.
2. Osilasi
Osilasi adalah 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.
3. 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.
4. 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.
5. 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 :
6. 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 :
7. 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.
8. 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.
9. Osilasi Teredam
Pada umumnya setiap benda yang berosilasi akan berhenti
berosilasi jika tidak digetarkan secara terus menerus. Benda yang
pada mulanya bergetar atau berosilasi bisa berhenti karena
mengalami redaman. Redaman bisa terjadi akibat adanya gaya
hambat atau gaya gesekan. Nah, osilasi yang mengalami redaman
biasa disebut sebagai osilasi teredam alias geteran teredam.
10. Terdapat tiga jenis redaman (damping) yang dialami oleh benda
yang berosilasi, antara lain redaman terlalu rendah
(underdamped), redaman kritis (Critical damping) dan redaman
berlebihan(over damping).
11. 1. Underdamped
Benda yang mengalami underdamped biasanya melakukan
beberapa osilasi sebelum berhenti. Benda masih melakukan
beberapa getaran sebelum berhenti karena redaman yang
dialaminya tidak terlalu besar.
12. 2. Critical damping
Benda yang mengalami critical damping biasanya langsung
berhenti berosilasi (benda langsung kembali ke posisi
setimbangnya). Benda langsung berhenti berosilasi karena
redaman yang dialaminya cukup besar.
13. 3. Over damping
Over damping mirip seperti critical damping. Bedanya pada
critical damping benda tiba lebih cepat di posisi setimbangnya
sedangkan pada over damping benda lama sekali tiba di posisi
setimbangnya. Hal ini disebabkan karena redaman yang dialami
oleh benda sangat besar.
14. Kesimpulan
• Osilasi terjadi bila sebuah sistem diganggu dari posisi
kesetimbangannya.
• Karakteristik gerak osilasi yang paling dikenal adalah gerak
tersebut bersifat periodik, yaitu berulang-ulang.
• Contoh : perahu kecil yang berayun turun naik, bandul jam
yang berayun ke kiri dan ke kanan, senar gitar yang bergetar.
15. • Pada semua gerak osilasi yang sebenarnya,energi mekanik
terdisipasi karena adanya suatu gaya gesekan.
• Bila dibiarkan, sebuah pegas atau bandul akhirnya berhenti
berosilasi.
• Bila energi mekanik gerak osilasi berkurang berkurang
terhadap waktu, gerak dikatakan teredam.
