Page 520 - Fisika Dasar 1 - Mikrajuddin Abdullah

Bab 7 Osilasi

Contoh 7.5

Pegas dari sebuah neraca memiliki panjang 20 cm. Ketika digunakan untuk
menimbang sayuran 100 g, pegas mengalami pertambahan panjang 2 cm. Jika
gantungan sayran tersebut sedikit ditarik sehingga berosilasi, berapakah
frekuensi osilasi yang terjadi?

Jawab

Pertama kita hitung dulu konstanta pegas. Besar gaya yang dialami pegas
akibat menahan sayuran sama dengan berat sayuran atau F = Wsayuran =
msayurang = 0,1  10 = 1 N. Gaya gravitasi ini setimbang dengan gaya pegas (saat
pegas menyimpang sejauh x = 2 cm = 0,02 m). Dengan demikian, k x = F atau k
 0,02 = 1. Dengan demikian, konstanta pegas adalah k = 1/0,02 = 50 N/m.

Frekuensi osilasi yang terjadi jika gantungan sayur sedikit disimpangkan
adalah f  2 / 1 ( )  k / m =  /(1 2 , 3 14 )  50 1 , 0 / = 3,56 Hz.

7.4 Energi Osilasi

Benda yang sedang berosilasi memiliki dua besaran yang selalu
berubah-ubah, yaitu laju dan posisi. Dengan adanya laju maka benda memiliki
energi kinetik EK = (1/2) mv . Dengan adanya posisi benda memiliki energi
2
potensial. Dengan demikian, energi total benda yang sedang berosilasi di
bawah pengaruh gaya konservatif adalah EM = (1/2)mv + EP. Bentuk EP
2
bergantung pada jenis gaya yang bekerja: apakah gaya gravitasi atau gaya
pegas atau gaya lainnya.
Ciri benda yang berosilasi adalah

1) Pada saat benda memiliki laju maksimum, vm, maka energi potensial
nol, EP = 0. Dengan demikian EM = (1/2)mvm + 0, atau EM = (1/2)mvm .
2
2
Dengan demikian, persamaan energi benda yang sedang beosilasi pada
sembarang laju dan posisi adalah

1 mv  1 mv  EP (7.18)
2
2
2 m 2

2) Pada posisi maksimum, laju benda nol dan energi potensial memenuhi
(1/2)mvm = 0 + EPm, atau EPm = (1/2)mvm .
2
2

Bandul Sederhana

Bandul sederhana berosilasi di bawah pengaruh gaya gravitasi. Dengan
demikian, energi potensial bandul memenuhi EP = mgy dengan m adalah
massa beban, g adalah percepatan gravitasi, dan y adalah ketinggian beban

506