Sifat Getaran Harmonik

Getaran harmonik terjadi ketika sebuah titik materi bergerak bolak-balik secara teratur di sekitar titik keseimbangan. Jika kita membayangkan titik tersebut sebagai proyeksi dari gerak melingkar beraturan pada garis tengah lingkaran, maka lintasannya akan membentuk pola maju-mundur yang teratur. Gerak ini disebut getaran harmonik karena selalu melewati titik setimbang, yaitu titik tengah lintasan dengan gaya pemulih yang selalu bekerja menarik kembali benda ke posisi setimbang. Gaya pemulih ini akan semakin besar ketika simpangan dari titik setimbang semakin jauh, dan selalu berlawanan arah terhadap simpangan tersebut. Contoh paling sederhana dari getaran harmonik adalah gerak benda pada ujung pegas, baik yang diletakkan secara horizontal maupun vertikal.

Getaran pada Pegas

Jika sebuah pegas dikaitkan dengan benda bermassa m, lalu benda ditarik menjauhi posisi setimbang dan dilepaskan, maka benda akan bergetar bolak-balik akibat gaya pemulih dari pegas. Secara matematis, gaya pemulih tersebut dirumuskan:

Dengan:

Tanda negatif menunjukkan arah gaya berlawanan dengan arah simpangan. Ketika gaya luar tidak bekerja lagi, benda akan bergerak periodik di sekitar titik seimbang karena pengaruh gaya pemulih ini. Inilah yang dinamakan getaran harmonik.

Besaran-Besaran dalam Getaran Harmonik

Beberapa besaran yang digunakan untuk menggambarkan karakteristik gerak harmonik:

Waktu yang dibutuhkan untuk satu kali getaran penuh.

Dengan:

Jumlah getaran yang terjadi setiap detik.

Jarak antara posisi benda terhadap titik setimbang.

Simpangan maksimum dari titik setimbang.

Menyatakan sudut dari posisi getaran pada waktu tertentu: