Prinsip Gerak Harmonik Sederhana

KOMPAS.com - Suatu benda yang diletakkan pada pegas akan menimbulkan osilasi. Dilansir Encyclopedia Britannica (1998), osilasi merupakan gerakan benda bolak balik dari satu titik sampai kembali ke titik tersebut secara berulang.

Benda yang berosilasi antara dua titik dan memiliki simpangan terhadap waktu dapat dikatakan bahwa benda tersebut mengalami gerak harmonik sederhan (GHS).

Mengutip Oscillations and Waves: An Introduction, Second Edition (2018), pada gerak harmonik sederhana dihasilkan frekuensi yang seragam (tidak berubah-ubah). Sehingga frekuensi pada gerak harmonik sederhana (GHS) adalah tetap.

KOMPAS.com/RISYA FAUZIYYAH Gambar waktu satu osilasi suatu benda sebesar T, dan simpangan sebesar A

Pada gambar di atas, diketahui suatu benda berada di posisi (0,0) dimana merupakan posisi setimbang. Benda tersebut bergerak ke atas hingga titik maksimum dan kembali ke bawah hingga titik minimum.

Benda mulai bergerak kembali ke atas dari titik minimum, maka benda akan melalui titik setimbang lagi. Fenomena ini disebut satu osilasi sempurna. Waktu yang diperlukan untuk melakukan satu osilasi disebut dengan periode.

Baca juga: Pengertian Frekuensi dan Gelombang

Berdasarkan konsep gerak melingkar, jumlah osilasi per satuan waktu disebut sebagai frekuensi.

Grafik osilasi di atas menunjukkan prinsip gerak harmonik sederhana. Gerak harmonik sederhana merupakan gerak periodik yang memiliki simpangan maksimum dan simpangan minimum dengan jarak yang sama dari posisi setimbang (Amplitudo tetap).

Jarak ini disebut amplitudo yang merupakan simpangan terjauh dari kedudukan kesetimbangan, atau disebut dengan simpangan maksimumnya. Percepatan pada benda yang bergerak karena dipengaruhi oleh pegas, dapat dituliskan dengan persamaan berikut:

chrisharvey Sebuah ilustrasi osilasi.

KOMPAS.com/RISYA FAUZIYYAH Persamaan percepatan benda pada pegas

Benda yang bergerak pada pegas memiliki percepatan yang berubah-ubah menurut posisinya. Percepatannya berbanding lurus dengan simpangan, sedangkan arahnya berlawanan dengan simpangannya.

Simpangan setiap saatnya dapat dihitung dengan persamaan di bawah:

KOMPAS.com/RISYA FAUZIYYAH Persamaan simpangan setiap saat

Baca juga: Contoh Soal Frekuensi, Periode dan Jumlah Getaran

Frekuensi sudutnya adalah:

KOMPAS.com/RISYA FAUZIYYAH Persamaan frekuensi sudut

Persamaan hubungan antara frekuensi dan frekuensi sudutnya dapat ditulis si bawah:

KOMPAS.com/RISYA FAUZIYYAH Persamaan hubungan antara frekuensi dan frekuensi sudut