GETARAN HARMONIK

Assalamu'alaikum guys....

Di akhir bab kelas X tahun ajaran ini kita bahas tentang getaran harmonik.

Gerak harmonik merupakan gerak sebuah benda dimana grafik posisi partikel sebagai fungsi waktu berupa sinus (dapat dinyatakan dalam bentuk sinus atau kosinus). Gerak semacam ini disebut gerak osilasi atau getaran harmonik.

persamaan getaran (gerak bolak balik) dinyatakan dalam persamaan sinus :

 

pada pegas dan bandul dijelaskan di kokon betmen berikut.

EVALUASI PEMAHAMAN :

Untuk lebih memahami lagi konsep Getaran, silakan dijawab beberapa pertanyaan berikut !
Jawaban diketik dengan Ms.Word font Arial ukuran 11, persamaan matematika menggunakan equation, lalu diemailkan ke : ruddy.albayan@gmail.com

SESI KESATU

1.                   Jika massa beban yang digantung pada ujung bawah pegas 0,5 kg, maka periode getarannya 0,25 sekon. Jika massa beban dilipatkan menjadi 2 kg, maka tentukan periode getarannya!

2.                   Sebuah ayunan bandul sederhana memiliki panjang tali 3,6 m, massa beban 0,5 kg. Saat beban diberi simpangan 15 cm dan dilepaskan, terjadi getaran selaras (g = 10 m/s2). Hitunglah periode ayunan dan kecepatan maksimum benda tersebut!

3.                   Sebuah benda melakukan gerak sederhana dengan periode T. Berapakah waktu yang diperlukan benda agar simpangan sama dengan √3/2 amplitudonya?

4.                   Sebuah partikel bergerak harmonik sederhana dengan frekuensi 20 Hz dan mempunyai amplitudo 50 cm. Hitunglah kecepatan dan percepatan partikel pada titik seimbang !

5.                   Sebuah partikel bergerak harmonik sederhana dengan frekuensi 80 Hz dan mempunyai amplitudo 0,004 m. Hitunglah kecepatan dan percepatan partikel pada simpangan maksimum!

SESI KEDUA

1.                   Jika massa beban yang digantung pada ujung bawah pegas 8  kg, maka periode getarannya 0,25 sekon. Jika massa beban menjadi 2 kg, maka tentukan periode getarannya!

2.                   Sebuah ayunan bandul sederhana memiliki panjang tali 160 cm, massa beban 2 kg. Saat beban diberi simpangan 4 cm dan dilepaskan, terjadi getaran selaras (g = 10 m/s2). Hitunglah periode ayunan dan kecepatan maksimum benda tersebut!

3.                   Sebuah benda melakukan gerak sederhana dengan periode T. Berapakah waktu yang diperlukan benda agar simpangan sama dengan √2/2 amplitudonya?

4.                   Sebuah partikel bergerak harmonik sederhana dengan frekuensi 90 Hz dan mempunyai amplitudo 15 cm. Hitunglah kecepatan dan percepatan partikel pada titik seimbang !

5.                   Sebuah partikel bergerak harmonik sederhana dengan frekuensi 25 Hz dan mempunyai amplitudo 0,08 m. Hitunglah kecepatan dan percepatan partikel pada simpangan maksimum!

 

SESI KETIGA

1.                   Jika massa beban yang digantung pada ujung bawah pegas 0,16 kg, maka periode getarannya 0,05 sekon. Jika massa beban dilipatkan menjadi 0,36 kg, maka tentukan periode getarannya!

2.                   Sebuah ayunan bandul sederhana memiliki panjang tali 8,1 m massa beban 1 kg. Saat beban diberi simpangan 20 cm dan dilepaskan, terjadi getaran selaras (g = 10 m/s2). Hitunglah periode ayunan dan kecepatan maksimum benda tersebut!

3.                   Sebuah benda melakukan gerak sederhana dengan Amplitudo 50 cm. Berapakah waktu yang diperlukan benda agar simpangan sama dengan 25 √3 cm jika awal getaran dari titik setimbang?

4.                   Sebuah partikel bergerak harmonik sederhana dengan frekuensi 100 Hz dan mempunyai amplitudo 8 cm. Hitunglah kecepatan dan percepatan partikel pada titik seimbang !

5.                   Sebuah partikel bergerak harmonik sederhana dengan frekuensi 250 Hz dan mempunyai amplitudo 0,009 m. Hitunglah kecepatan dan percepatan partikel pada simpangan maksimum!

SESI KEEMPAT

1.                   Jika massa beban yang digantung pada ujung bawah pegas  18  kg, maka periode getarannya 0,08 sekon. Jika massa beban menjadi 2 kg, maka tentukan periode getarannya!

2.                   Sebuah ayunan bandul sederhana memiliki panjang tali 120 cm, massa beban 2 kg. Saat beban diberi simpangan 5 cm dan dilepaskan, terjadi getaran selaras (g = 10 m/s2). Hitunglah periode ayunan dan kecepatan maksimum benda tersebut!

3.                   Sebuah benda melakukan gerak sederhana dengan Amplitudo 4 cm. Berapakah waktu yang diperlukan benda agar simpangan sama dengan 2 cm jika awal getaran dari titik setimbang?

4.                   Sebuah partikel bergerak harmonik sederhana dengan frekuensi 5 Hz dan mempunyai amplitudo 35 cm. Hitunglah kecepatan dan percepatan partikel pada titik seimbang !

5.                   Sebuah partikel bergerak harmonik sederhana dengan perode 0,025 Hz dan mempunyai amplitudo 6 cm. Hitunglah kecepatan dan percepatan partikel pada simpangan maksimum!

FLUIDA DINAMIS

Assalamu'alaikum wr, wb

Mari kita ungkap lagi masalah zat yang mengalir, yaitu FLUIDA. Namun kali ini fliida dinamis.

Fluida dinamis adalah fluida (bisa berupa zat cair, gas) yang bergerak. Untuk memudahkan dalam mempelajari, fluida disini dianggap steady (mempunyai kecepatan yang konstan terhadap waktu), tak termampatkan (tidak mengalami perubahan volume), tidak kental, tidak turbulen (tidak mengalami putaran-putaran). Bahasan pada fluida dinamis adalah Debit Fluida, Kontinuitas dan hukum Bernoulli.

•    Debit Fluida
Debit (Q) adalah volume fluida yang mengalir setiap satuan  waktu (t).

 

KONTINUITAS :

 

•    Hukum Bernoulli
Hukum Bernoulli mengatakan bahwa "Pada ketinggian yang kira-kira sama, tekanan lebih besar jika kecepatan alir fluida lebih kecil, sebaliknya tekanan lebih kecil jika kecepatan alir fluida lebih besar."

Pada gaya angkat pesawat terbang, dibandingkan tekanan dan kecepatan udara di atas permukaan sayap dengan di bawah permukaan sayap. Ketinggian kedua permukaan dianggap sama. sehingga :

Kecepatan alir udara di atas harus lebih besar dari permukaan bawah, agar gaya angkat di bawah lebih besar dari tekanan di permukaan atas sayap pesawat. Ini dimungkinkan dengan bentuk sayap pesawat yang membelokkan aliran udara di permukaan atas, sedang di permukaan bawah aliran udara cenderung tanpa hambatan.

•    Venturimeter

Pipa venturi merupakan sebuah pipa yang memiliki penampang bagian tengahnya lebih sempit dan diletakkan mendatar dengan dilengkapi pipa pengendali untuk mengetahui permukaan air yang ada sehingga besarnya tekanan dapat diperhitungkan.

Zat cair dialirkan melalui pipa yang penampangnya lebih besar lalu akan mengalir melalui pipa yang memiliki penampang yang lebih sempit, dengan demikian maka akan terjadi perubahan kecepatan.

Apabila kecepatan aliran yang melalui penampang lebih besar adalah v1 dan kecepatan aliran yang melalui pipa sempit adalah v2, maka kecepatan yang lewat pipa sempit akan memiliki laju yang lebih besar (v1 < v2).

Dengan cara demikian tekanan yang ada pada bagian pipa lebih sempit akan menjadi lebih kecil daripada tekanan pada bagian pipa yang berpenampang lebih besar. Lihat gambar di bawah ini.

dari dua persamaan di atas didapatkan hubungan kecepatan dengan beda tinggi permukaan venturimeter.

 •    Gerak Jatuh bebas Fluida

Ketika fluida jatuh bebas dengan sudut elevasi tertentu, berlaku hukum kekekalan energi mekanik dan gerak parabola.

EVALUASI PEMAHAMAN :

Untuk lebih memahami lagi konsep FLUIDA DINAMIS, silakan dijawab beberapa pertanyaan berikut !
Jawaban diketik dengan Ms.Word font Arial ukuran 11, persamaan matematika menggunakan equation, lalu diemailkan ke : ruddy.albayan@gmail.com