Getaran Benda TEKANAN UDARA

Getaran dan Gelombang 223 A. GETARAN Seringkah kamu memerhatikan taman bermain untuk anak- anak? Cobalah fokuskan perhatianmu pada anak yang berlarian dan berayun. Anak yang berlarian dan berayun sama-sama melakukan gerakan, samakah gerakan mereka? Apa pula yang membedakan kedua gerak seperti itu?

1. Getaran Benda

Ambillah sebuah mistar plastik yang panjangnya 30 cm. Ra- patkan dan peganglah salah satu ujungnya pada tepi meja pada kedudukan vertikal. Tariklah ujung yang lain ke kanan dan kemudian lepaskan. Ujung mistar itu akan bergerak ke kiri dan ke kanan secara berkala dengan melalui titik tengah atau titik keseimbangan. Adapun, yang dimaksud titik keseimbangan adalah kedudukan pada saat mistar dalam keadaan diam. Gerakan seperti mistar itulah yang disebut dengan getaran. Dengan demikian kamu tahu bahwa tidak setiap gerakan disebut getaran. Masih ingatkah kamu permainan ayunan saat kecil dahulu? Jika kamu hanya duduk diam pada ayunan, maka ayunan tidak akan bergerak. Jika ayunan yang kamu duduki itu ditarik temanmu lalu dilepas lagi apa yang akan terjadi? Posisi ayunan yang berada ditempat semula diam disebut berada dalam titik keseimbangan, Gambar 16.2. Ketika datang gangguan atau usikan berupa tarikan, ayunan mulai bergeser dari keadaan seimbang. Setelah tarikan dilepas, ayunan mulai bergerak secara berkala periodik. Gerak ayunan itu selalu melalui titik keseimbangan. Gerak seperti itu juga disebut getaran. Jarak antara titik keseimbangan dengan pergeseran ayunan dinamakan simpangan. Simpangan terjauh dari suatu getaran disebut amplitudo. Tujuan pembelajaranmu adalah dapat: mengidentifikasi getar- an pada kehidupan se- hari-hari; mengukur periode dan frekuensi getaran. Tujuan Pembelajaran S Gambar 16.1 Getaran pada penggaris A = titik keseimbangan; C = E = titik simpangan terjauh A B D C E A C A Di unduh dari : Bukupaket.com 224 Mari BIAS 2 Bagaimana gerak benda dikatakan satu kali getaran? Pada Gambar 16.2.c lintasan A-B-C-B-A-D-E-D-A termasuk satu kali getaran. Begitu pula pada lintasan B-C-B-A-D-E-D-A-B dan E-D-A- B-C-B-A-D-E. Namun demikian, lintasan D-A-B-C-B-A-D bukan gerak satu kali getaran. Jadi, yang dinamakan gerakan satu kali getaran yakni jika lintasan gerak benda itu merupakan lintasan tertutup. Apakah yang menjadi ciri khas suatu getaran? Untuk men- jawabnya, cobalah kamu melakukan kegiatan berikut secara ber- kelompok. Sebelumnya bentuklah satu kelompok yang terdiri 4 siswa; 2 laki-laki dan 2 perempuan. DISKUSI Akurasi Konsep Seandainya ada salah se- orang temanmu mampu membuat bandul sederhana dengan tali yang panjang, dapatkah bandul itu berhenti berayun jika beban di simpangkan 10 o dari titik keseimbangan? S Gambar 16.2 Gerak ayunan A A C A B D C E a b c Tujuan: Mengamati getaran. Alat dan Bahan: – Beban – Statif – Tali – Stopwatch Cara Kerja: 1. Gantung sebuah tali diberi beban secara vertikal pada statif. Usahakan panjang tali tidak kurang dari 1 meter. 2. Simpang beban ke samping ingat jangan terlalu kuat menarik. Lepaskan beban, sehingga terjadi gerakan bolak- balik. 3. Catatlah waktu yang diperlukan untuk melakukan beberapa kali getaran. 4. Ulangi kegiatan ini dengan cara menarik beban pada jarak lebih kecil daripada tarikan cara kerja nomor 2. Pertanyaan: 1. Bagaimana catatan waktu getar yang kamu peroleh? 2. Cepat atau lambatkah beban berhenti bergetar? 3. Nyatakanlah kesimpulan kelompokmu dalam buku kerjamu. Di unduh dari : Bukupaket.com Getaran dan Gelombang 225 Untuk lebih mudah memahami kegiatanmu tersebut, ikutilah uraian berikut. Periode getar merupakan waktu yang diperlukan untuk melakukan satu kali getaran sempurna. Jika saat melakukan 1 kali getaran diperlukan waktu getar 2 detik, periodenya 2 detik. Jika dalam melakukan 2 kali getaran diperlukan waktu getar 3 detik, periodenya 2 3 detik. Jadi, jika banyaknya getaran dilambangkan dengan n dan waktu getar dengan t maka periodenya T dapat ditulis dengan rumus T = n t . Selain periode, getaran mempunyai ciri lain yaitu frekuensi. Adapun yang dimaksud frekuensi adalah banyaknya getaran yang terjadi tiap detik. Misalnya dalam waktu getar 1 detik terjadi 5 getaran, frekuensinya 5 1 detik. Jika dalam waktu 2 detik terjadi 8 getaran, frekuensinya 2 8 detik. Jadi, jika banyaknya getaran dilambangkan dengan n dan waktu getar dengan t, frekuensinya f dapat ditulis dalam rumus f = n t . Mengingat besaran-besaran pada periode dan frekuensi sama, maka hubungan kedua besaran itu dapat dicari. T = t n atau t = T n f = n t f = n T n atau f = 1 T Satuan frekuensi per detik sekon disebut juga hertz Hz. Berdasarkan uraian di atas dapat diketahui bahwa ciri khas suatu getaran adalah adanya frekuensi, periode, dan amplitudo. Meskipun demikian amplitudo tidak memengaruhi frekuensi. Perhatikan kembali data percobaan pada Kegiatan 16.1 atau hubungan antara frekuensi dan periode getar. Penyelesaian: Diketahui: t = 20 detik n = 10 Ditanyakan : f = ...? Jawab: f = Hz 5 , 20 10 t n 1. Dalam waktu 20 detik suatu ayunan bergetar 10 kali. Berapakah fre- kuensi ayunan itu? Di unduh dari : Bukupaket.com 226 Mari BIAS 2 Tujuan pembelajaranmu adalah dapat: membedakan karak- teristik gelombang longitudinal dan transversal; mendeskripsikan hu- bungan antara kecepat- an rambat gelombang, frekuensi, dan panjang gelombang. Tujuan Pembelajaran 2. Pegas yang digantung beban ditarik sejauh 3 cm dari titik keseim- bangan. Dalam waktu 10 detik terjadi 8 kali getaran. Berapakah periode getarnya? Berapa pula amplitudo- nya? Penyelesaian: Diketahui: t = 10 detik n = 8 Ditanyakan: T = ...? Jawab: T = 25 , 1 8 10 n t detik Amplitudo tidak ada hubungannya dengan periode. Karena pegas ditarik disimpangkan sejauh 3 cm, maka amplitudo = 3 cm. 1. Apakah perbedaan gerakan dengan ge- taran? 2. Seorang anak bermain ayunan di taman setiap berayun ke belakang dia menjejak- kan kaki ke tanah. Selama 2 menit dia 80 kali menjejakkan kaki ke tanah. Berapakah frekuensi ayunan anak itu? Setiap benda yang dapat bergetar, mempunyai frekuensi alami. Frekuensi ini merupakan sejumlah getaran yang dibuat sebuah benda dalam setiap detik jika benda itu bergetar. Frekuensi alami suatu benda dipengaruhi oleh ukuran benda tersebut, misalnya suatu ayunan bandul. Frekuensi alaminya dipengaruhi oleh panjang talinya.

B. GELOMBANG