Osilasi (Getaran) Pegas Horisontal & Vertikal ǀ Penjelasan & Penurunan Persamaan (Rumus)
Setelah membahas osilasi (getaran)
pada gerak harmonis sederhana sebuah bandul, kita akan membahas osilasi pada
pegas, baik yang vertikal atau horisontal. Berikut penjelasan, penurunan
persamaan, dan gaya pemulih pegas.
Baca sebelumnya :
PEGAS HORISONTAL
Kita akan bayangkan pegas bergerak
tanpa gesekan, dimana energi-nya kekal seperti ia akan bergerak selamanya.
Massa m dikaitkan pada pegas dengan konstanta pegas k. Kita simpangkan massa m
sejauh x, berarti x dalam keadaan maksimal x=amplitudo (A).
Massa diletakkan di atas lantai
seperti pada gambar 1.1.a. lantai licin sehingga tidak ada gesekan terjadi. Gaya
pemulih muncul pada pegas untuk mengembalikan posisinya ke titik setimbang
F=kx. Gaya pemulih (pegas) ini tidak bergantung pada massa tetapi bergantung
besar simpangannya x.
NB : Dalam keadaan ini massa diam
atau belum bergerak.
 |
| Gambar 1.1. Pegas Horisontal, Pegas Vertikal, & Persamaan Gaya Pemulih (Pegas)-nya -klik gambar untuk melihat lebih baik- |
Saat massa dilepaskan, ia akan
meluncur dari +x ke 0. Pada keadaan ini, gaya pemulih atau gaya pegas akan
berubah atau mengecil. Jika kita mengamati, maka massa mulai berpengaruh.
Semakin besar massa maka gerakkan
akan makin lamban. Waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan satu getaran penuh
(periode) akan makin lama atau besar.
Jika kita telah belajar osilasi
bandul sebelumnya, maka persamaan gaya pemulih antara bandul dan pegas berbeda.
Fbandul = mgsinθ, Fpegas
= kx. Pada bandul, kita hanya dapat menyimpangkannya kurang dari 10
derajat. Sedangkan, pada pegas, kita dapat menekan pegas.
Ingat! pegas memiliki titik kritis
pada peregangan maksimum. Kita tidak membahas terlalu detail tentang ini.
GAYA PERMULIH PEGAS HORISONTAL = KONSTANTA PEGAS . PERUBAHAN PANJANG PEGAS (Δx=SIMPANGAN)
Pada pegas horisontal berlaku
persamaan 1 dan 4 pada gambar 1.2.a. dan 1.2.b.
 |
| Gambar 1.2.a. Penurunan Persamaan Pegas Horisontal & Pegas Vertikal -klik gambar untuk melihat lebih baik- |
 |
| Gambar 1.2.b. Penurunan Persamaan Frekuensi (f), Frekuensi Sudut atau Kecepatan Sudut (ω), & Periode (T) pada Pegas Horisontal ataupun Vertikal -klik untuk melihat lebih baik- |
PEGAS VERTIKAL
Sebuah pegas digantung seperti
pada gambar 1.1.b. Tiba-tiba, massa m digantungkan sehingga panjang pegas
berubah (teregang ke bawah), seperti gambar 1.1.c. Setelah simpangan maksimum,
massa bergerak ke atas (mental), seperti yang ditunjukkan gambar 1.1.d.
Gaya pemulih tiap titik selama
simpangan akan berubah-ubah, bergantung pada perubahan panjang dari pegas. Kita
tidak perlu bingung dengan istilah x yang berubah jadi Δl. Kita hanya perlu
memahami bahwa,
GAYA PEMULIH PEGAS VERTIKAL = KONSTANTA PEGAS . PERUBAHAN PANJANG PEGAS (Δx)
Pada pegas vertikal juga berlaku
persamaan 1 dan 4 pada gambar 1.2.a. dan 1.2.b.
Baca selanjutnya : Energi Potensial, Kinetik, Mekanik Bandul dan Pegas ǀ Pengertian, Persamaan (Rumus), & Analisis Gambar
KESIMPULAN
Pegas yang ditarik vertikal atau
horisontal memiliki gaya pemulih yang bergantung pada simpangan (perubahan
panjang pegas). Massa berpengaruh saat pegas mulai bergerak (osilasi). Gaya
pemulih akan berbeda-beda tiap titik bergantung pada letaknya terhadap posisi
setimbang. Penurunan persamaan dan penjelasan lebih lanjut tentang besaran dan
energi gerak harmonis bandul dan pegas dapat dilihat pada pembahasan
selanjutnya.