Contoh Soal Contoh Klasik Gerak Harmonik Sederhana
Contoh Soal Contoh Klasik Gerak Harmonik Sederhana - Gerak harmonik sederhana diterapkan dalam kehidupan sehari-hari. Dari pita elastis sampai ke sistem suspensi mobil, prinsip dari gerak harmonik sederhana dapat ditemui setiap hari.
Foucault menyelenggarakan pameran publik pertama untuk pendulumnya di Pantheon, Paris. Pasir ditaruh di lantai Pantheon dan peniti ditaruh di dasar bola besi untuk menandai pasir ketika pendulum bergerak.
Pegas
Pegas memiliki energi potensial elastis. Ini terlihat paling nyata pada sistem suspensi mobil ketika menyerap kejutan dan guncangan di tanah, sehingga menjadikan berkendaraan terasa nyaman dan halus. Selama bertahun-tahun, pegas menanggung beban dari dampak gaya yang timbul.
Ketika mobil mendapat guncangan, pegas pada sistem suspensi akan menjadi mampet, tetapi energi potensial elastisnya akan seketika memaksanya kembali ke posisi setimbang yang melindungi mobil dari terasanya benturan. Kendaraan modern juga memiliki penyerap shock (kejutan). Penyerap shock terbuat dari silinder dengan piston berisi oli yang berperan sebagai peredam. Ketika terjadi shock, piston akan mendorong oli ke bawah dan meredamkan shocknya, sehingga timbulnya getaran pegas dapat dihindari.
Trampolin
Trampolin adalah contoh bagus yang lain dari sistem pegas. Bahan trampolin berperan sebagai pegas karena tingkat elastisitasnya yang tinggi.
Ditarik dari posisi setimbang, pegas mendapatkan energi potensial elastisnya. Energi ini pula yang mendorong seseorang memantul kembali ke atas.
Pada sistem massa-pegas tanpa gesekan, suatu massa akan terus bergerak naik turun dari titik setimbangnya ke perpindahan maksimumnya, dan kembali lagi ke tempat semula, yang mengilustrasikan prinsip gerak harmonik sederhana.
Namun, dalam dunia nyata, gesekan selalu ada, dan merupakan gaya yang sangat penting untuk dipertimbangkan dalam sistem kita ini. Gaya ini adalah gaya yang bertanggung jawab untuk suatu massa akhirnya berhenti bergerak. Gesekan meredamkan efek gaya yang diterapkan oleh pegas pada massa, dan pada akhirnya meniadakannya sama sekali.
Pita Elastis
Gelang karet dan kabel elastis berlaku seperti pegas dan memeiliki energi potensial yang tinggi. Mirip dengan sistem massa-pegas, mereka akan bergetar dari titik setimbangnya hingga gaya gesekan mengeluarkan daya redam, dan pada akhirnya membuat massa bergenti bergerak.
Struktur karet membuat karet memiliki energi potensial elastis yang sangat tinggi, dan ini didemonstrasikan oleh penggunaan kabel bungee. Karena elastisitas kabel, ketika peloncat bungee mencapai perpindahan maksimum, dia akan memantul kembali ke atas.
Pada satu titik tertentu, dia akan mulai jatuh lagi, dan memantul ke atas lagi, dan demikian seterusnya, sampai dia bergetar dan mencapai titik setimbangnya.
Pada satu titik tertentu, dia akan mulai jatuh lagi, dan memantul ke atas lagi, dan demikian seterusnya, sampai dia bergetar dan mencapai titik setimbangnya.
Metronom / Pengukur Irama
Suatu pendulum seperti metronom beroperasi seperti ayunan; dan memiliki gerak harmonik sederhana. Alat ini merekam tempo musik, dan terekat pada suatu kotak kosong yang berbentuk segitiga. Metronom mekanik memiliki satu ujung dimana pendulum terekat pada suatu beban yang dapat digeser, dan ujung lain yang merupakan dasarnya, terekat pada suatu beban tetap.
Metronom memiliki skala baca yang mengindikasikan jumlah getaran per menit. Menggeser beban yang berada dibagian atas dapat dilakukan bila kita ingin mengganti frekwensi getaran atau irama.
Metronom elektronik adalah versi modern dari metronom mekanik
Pendulum Foucault
Ahli Fisika dari Perancis Jean Bernard Leon Foucault (1819-1868) menemukan pendulum dengan membuat bola besi berat yang berayun dan dibuat dari kawat yang panjangnya lebih dari 200 ft (61 m). Dengan alat ini, dia bisa mendemonstrasikan bahwa bumi berotasi pada sumbunya sendiri.
Foucault menyelenggarakan pameran publik pertama untuk pendulumnya di Pantheon, Paris. Pasir ditaruh di lantai Pantheon dan peniti ditaruh di dasar bola besi untuk menandai pasir ketika pendulum bergerak.
Disaksikan orang-orang yang kebingungan melihatnya, pendulum Foucoult terus menerus bergeser searah jarum jam, seperti yang diindikasikan oleh jejak yang terlihat di pasir.
Kebingungan mengarah pada kenyataan bahwa tidak seorangpun dapat merasakan gerakan rotasi bumi. Hal ini terjadi karena kecepatan rotasi bumi sangat lambat, sehingga tidak seorangpun diharapkan dapat menyaksikannya, atau setidaknya merasakannya. Tetapi bagaimanapun, pendulum Foucault meyakinkan para saksi bahwa rotasi itu ada.
.
Bumi berotasi mengitari satu garis bayangan yang melewati kutub utara dan kutub selatan planet, yang disebut sebagai sumbu rotasi. Dari pandangan kutub utara, bumi berotasi berlawanan arah dengan jarum jam.
S1
Pilihan berikut manakah yang merupakan aplikasi dari Gerak Harmonik Sederhana?
S2
Sistem mobil yang manakah yang bertanggung jawab dalam menyerap benturan dan shock di jalan?
S3
Bagaimanakah cara kerja penyerap shock?
S4
Yang manakah tipe energi yang mendorong seseorang memantul ke atas pada suatu trampolin?
S5
Dalam sistem massa-pegas, tipe gaya yang manakah yang meniadakan gaya yang diterapkan oleh pegas pada massa?
S6
Bahan sehari-hari berikut yang manakah yang menampilkan karakter seperti pegas?
S7
Setelah meloncat, seorang peloncat bungee bergetar maju mundur. Kapankan dia akan berhenti bergetar?
S8
Alat rekam manakah yang merekam tempo musik dan mengoperasikan prinsip Gerak Harmonik Sederhana?
S9
Alat manakah yang mendemonstrasikan rotasi bumi pada sumbunya sendiri?
S10
Menurut pendulum Foucault, ke arah manakah bumi berotasi bila dilihat dari kutub utara?