Gerak Harmonik Sederhana, Ini 4 Karakteristiknya yang Harus Diketahui!

Gerak Harmonik sederhana sumber ilustrasi: Zenius Education

Gerak harmonik sederhana, apakah Anda pernah belajar tentang materi ini? Biasanya materi ini ditemukan pada Ilmu Pengetahuan Alam. Salah satu contoh dari gerak harmonik sederhana yang bisa Anda lihat adalah gerakan bandul. Melihat dari contohnya, apakah Anda sudah mempunyai bayangan tentang materi tersebut?

Gerak harmoni sederhana merupakan gerakan bolak-balik dengan mempunyai titik keseimbangan di sekitarnya. Dalam gerak tersebut, ada beberapa karakteristik yang menjadi fungsi dalam perhitungannya. Berikut ini beberapa karakteristik yang bisa Anda ketahui dari gerak harmoni sederhana.

Simpangan, Karakteristik Gerak Harmoni Sederhana

Salah satu karakteristik yang bisa Anda temukan dari gerak harmoni sederhana adalah simpangan. Simpangan tersebut dianggap sebagai proyeksi partikel yang gerakannya melingkar secara beraturan. Hal ini bisa terlihat di bagian diameter lingkaran. Rumusnya adalah y = A sin(wt), dengan w = 2π/T = 2πf.

Melihat dari rumus tersebut, bisa disimpulkan y = A sin(2πf)t. Nilai y merupakan simpangan getaran dengan satuan m. Sementara w adalah kecepatan sudut, t adalah periode, f merupakan frekuensi, t adalah waktu tempuh, dan A merupakan simpangan maksimum.

Kecepatan

Karakteristik kedua dari gerakan tersebut adalah kecepatan. Bisa dikatakan karakteristik ini merupakan turunan pertama posisi. Melihat karakteristik ini, kecepatan dapat diperoleh dari turunan pertama pada persamaan simpangan.

Persamaan itu menghasilkan rumus v = dy/dt = d(Asinwt)/dt = Aw cos (wt/v). Dengan kata lain, v = w √A2 – A2sin2 wt. Hasilnya v = w √A2 – y2 dengan kecepatan maksimum vm = Aw.

Percepatan

Percepatan merupakan karakteristik selanjutnya dari gerak harmonik sederhana. Percepatan ini diperoleh dari turunan pertama persamaan kecepatan. Atau menjadi turunan dari kedua persamaan simpangan. Rumusnya a = dv/dt = d2y/dt2 = d2(Asinwt)/dt2 = -Aw2sinwt. Hal ini karena y = A sinwt, maka a adalah -w2y.

Energi

Energi memiliki beberapa jenis, mulai dari energi potensial, energi kinetik, dan energi mekanik. Rumus dari energi kinetik adalah Ek = ½ kA2 cos2 wt. Sementara rumus dari energi potensial Ep = ½ kA2 sin2 wt. Energi mekanik rumusnya adalah penjumlahan antara energi kinetik dengan energi potensial.(ANG)