79
Elastisitas dan Getaran Harmonik
S oal Kompetensi 3.2
Gambar 3.10 Pengetahuan mengenai modulus Young bahan sangat penting
dalam membuat berbagai bangunan.
d. Contoh-Contoh Pemanfaatan Sifat Elastis dalam Olahraga
Di bidang olahraga, sifat elastis bahan diterapkan, antara lain, pada papan loncatan pada cabang olah raga loncat indah dan tali busur pada
olahraga panahan. Karena adanya papan yang memberikan gaya Hooke pada atlit, maka atlit dapat meloncat lebih tinggi daripada tanpa papan.
Sedangkan tali busur memberikan gaya pegas pada busur dan anak panah.
Gambar 3.11 Pemanfaatan bahan elastis pada olahraga.
1. Berdasarkan hukum Hooke, jelaskan makna bertambahnya panjang
batang
X
berbanding lurus dengan gaya F, berbanding lurus dengan panjang mula-mula X, dan berbanding
terbalik dengan luas penampang batang A 2. Perhatikan gambar disamping 4 buah pegas identik
mempunyai konstanta masing-masing k
1
= 200 Nm
-1
, k
2
= 400 Nm
-1
, k
3
= 200 Nm
-1
, dan k
4
= 200 Nm
-1
. Jika pada susunan pegas tersebut diberi beban sebesar
580 N, maka hitunglah konstanta pegas susunan dan pertambahan panjang susunan pegas
Sumber: CD Clipart
Sumber: Kamus Visual
k
1
k
2
k
3
k
4
F
80
Fisika SMAMA Kelas XI
3. Di dalam sebuah lift tergantung sebuah pegas yang konstantanya 500 Nm
-1
. Ujung bagian bawah pegas tersebut digantungi beban yang massanya 2,5 kg g = 10 ms
-2
. Hitunglah pertambahan pan- jang pegas jika lift diam dan pertambahan panjang pegas jika lift
bergerak ke bawah dengan percepatan 2 ms
-2
4. Balok A yang bermassa 2 kg menggelincir dari atas sebuah
bidang miring yang sudut miringnya 30°. Balok tersebut me-
numbuk pegas yang terletak 10 m dari posisi semula. Jika koefisien
gesekan antara balok A dengan bidang miring 0,2. Hitunglah
berapa jauh pegas tertekan, jika konstanta pegas 100 Nm
D. Getaran Harmonik
Pernahkan Anda mengamati apa yang terjadi ketika senar gitar dipetik lalu dilepaskan? Anda akan melihat suatu gerak bolak-balik melewati
lintasan yang sama. Gerakan seperti ini dinamakan gerak periodik. Contoh lain gerak periodik adalah gerakan bumi mengelilingi matahari revolusi
bumi, gerakan bulan mengelilingi bumi, gerakan benda yang tergantung pada sebuah pegas, dan gerakan sebuah bandul. Di antara gerak periodik
ini ada gerakan yang dinamakan gerak 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. Contoh lain sistem yang melakukan getaran harmonik, antara
lain, dawai pada alat musik, gelombang radio, arus listrik AC, dan denyut jantung. Galileo di duga telah mempergunakan denyut jantungnya untuk
pengukuran waktu dalam pengamatan gerak.
Untuk memahami getaran harmonik, Anda dapat mengamati gerakan sebuah benda yang diletakkan pada lantai licin dan diikatkan pada sebuah
pegas Gambar 3.12. Anggap mula-mula benda berada pada posisi X = 0 sehingga pegas tidak tertekan atau teregang. Posisi seperti ini dinamakan
posisi keseimbangan. Ketika benda ditekan ke kiri X = – pegas akan mendorong benda ke kanan, menuju posisi keseimbangan. Sebaliknya jika
benda ditarik ke kanan, pegas akan menarik benda kembali ke arah posisi keseimbangan X = +.
N a
10 cm mg
sin
T
T B
mg
mg cos
T A
