Getaran

Gerak yang terjadi secara berulang dalam selang waktu yang sama disebut gerak periodik^[1]. Karena gerak tesebut terjadi secara teratur maka disebut juga sebagai gerak harmonik. Apabila suatu partikel melakukan gerak periodik pada lintasan yang sama maka gerak tersebut disebut osilasi atau getaran.Getaran didefinisikan sebagai gerak periodik suatu titik masa pada lintasan yang sama. Getaran dikelompokkan menjadi dua kelompok besar, yaitu getaran bebas dan getaran paksa. 

1. Getaran Bebas

Getaran bebas adalah getaran yang terjadi jika sistem berosilasi karena bekerjanya gaya dalam sistem itu sendiri (inherent), dan jika tidak ada gaya luar yang bekerja^[2]. Semua sistem yang memiliki masa dan elastisitas dapat mengalami getaran bebas. Hal yang menarik untuk sistem tersebut adalah frekuensi natural getarannya. Sistem yang bergetar bebas akan bergetar pada satu atau lebih frekuensi naturalnya, yang merupakan sifat sistem dinamika yang dibentuk oleh distribusi masa dan kekakuannya.

Menurut Tipler (1991), frekuensi natural sebuah benda didefinisikan sebagai frekuensi benda tersebut ketika tak ada gaya paksa atau gaya redaman. Bila ada suatu gaya luar yang bekerja pada sistem tersebut dengan frekuensi mendekati atau sama dengan frekuensi naturalnya, maka benda tersebut akan mengalami resonansi.

Perioda natural osilasi dibentuk dari persamaan (2.1)

Dan frekuensi natural adalah 

Dimana k adalah kekakuan struktur dan m adalah masa dari struktur tersebut. Nilai k pada batang kantilever sederhana dapat didefinisikan sebagai berikut

  Dengan 

 

Dimana            E          = modulus elastisitas

I           = momen inersia permukaan 

                        L          = panjang bentangan kantilever

                        b          = lebar batang kantilever

                        h          = tebal batang kantilever

2. Getaran Paksa

Getaran paksa dapat didefinisikan sebagai suatu sistem yang mendapat gaya luar. Getaran paksa adalah sistem getaran yang sungguh-sungguh ada dan ditemukan dalam kehidupan sehari-hari. Pada sistem tersebut, disamping ada pengaruh redaman dari medium sekitar, terdapat juga pengaruh gaya luar baik bersifat konstan maupun berubah periodik terhadap waktu.

Jika frekuensi eksistasi mendekati atau tepat dengan salah satu frekuensi natural dari sistem maka kondisi tersebut disebut dengan resonansi yang menyebabkan osilasi dengan amplitudo besar. Failure struktur utama jembatan, bangunan atau sayap pesawat terbang merupakan kemungkinan dari adanya fenomena resonansi^[3]. Perhitungan natural frekuensi menjadi salah satu hal terpenting pada telaah getaran.

Osilator paksa dapat diperlakukan secara matematis dengan menganggap bahwa disamping gaya pemulih dan gaya redaman, osilator mengalami gaya eksternal, gaya paksa, yang berubah harmonis terhadap waktu menurut persamaan^[2].

 

Dengan  merupakan frekuensi sudut gaya paksa, yang umumnya tidak berhubungan dengan frekuensi alamiah sistem.

 __Syamsun Akbar Maulana__

___Pustaka___

• Sutrisno, Fisika Dasar Jilid 1, ITB, Bandung, 1986
• Tipler, P.A., Fisika untuk Sains dan Teknik-Jilid I (terjemahan), Penebit Erlangga, Jakarta,1998
• Rasagama, I. Gede, Modul Pengajaran Mata Kuliah Fisika Terapan,    Polban, Bandung, 2006
• Laporan TA Akbar

___Revisi___

1. ..
2. ..