Osilasi (Getaran)

Osilasi: gerak bolak-balik benda di sekitar suatu titik setimbang dengan lintasan yang sama secara periodik (berulang dalam rentang waktu yang sama). Osilasi disebut juga sebagai gerak harmonik (selaras).

Contoh osilasi: - osilasi medan listrik pada perangakat radio dan televisi

- bandul jam yang bergerak ke kiri dan ke kanan

- senar gitar yang yang bergetar

- osilasi molekul udara dalam gelombang bunyi

- osilasi medan listrik dan medan magnet dalam gelombang elektromagnetik

Pada dasarnya benda kerja pegas memiliki bahan dan berat yang berbeda beda kemudian pegas itu sendiri memiliki batas kekuatan maximum sendiri tergantung pegas itu terbuat dari apa bahannya.

pertama kita letakan pegas secara vertikal dengan cara menggantungkannya pada dinding kemudian benda kerja tersebut diberikan beban pada ujung bagian bawahnya dengan syarat beban yang diberikan harus lebih berat dan melebihi kekuatan pegas itu sendiri sehingga pada saat diberikan gaya pada pegas, pegas dapat bergerak naik turun apabila diberikan gaya pada beban itu dan proses naik turunnya benda disebut gerak osilasi.

pegas memiliki sistem gerak satu derajat kebebasan karena gerakannya hannya satu sumbu bebas yaitu 90 derajat dan gerakan itu diasumsikan tidak bergerak kekanan dan kekiri pada saat menerima beban sedangkan gerakan pegas sangat dipengaruhi oleh gaya grafitasi dan gaya berat benda itu sendiri karena tanpa adanya gaya itu benda kerja tidak akan jatuh kebawah.

ketentuan

- untuk gaya grafitasi sangat dipengaruhi oleh massa benda dan percepatan garafitasi dari suatu benda

Fg = m X g

keterangan = Fg : Gaya Grafitasi

m : Massa

g : Percepatan Grafitasi

- sedangkan untuk gaya simpangan dipengaruhi oleh konstanta pegas dan panjang simpangan. pada keadaan setimbang, pegas tidak mengerjakan gaya pada benda, dan benda berada di titik x = 0. Jika benda disimpangkan sejauh x dari titik setimbangnya, maka pegas mengerjakan gaya pada benda sebesar

Fx = Kx X x

keterangan = Fx : Gaya Simpangan / angkat

Kx : Konstanta Pegas

x : Jarak simpangan terjauh

kaitanaya dengan periode dan waktu adalah sebagai berikut:

- Periode ( T )

waktu yang diperlukan benda (sistem) untuk melakukan satu osilasi penuh, jadi disini dimaksudkan apabila benda melakukan satu osilasi penuh akan dibagi dengan waktunya dan satuannya adalah detik

T = 1 / f

- Frekwensi ( f )

banyaknya osilasi yang dilakukan oleh benda ( sistem ) dalam satu satuan waktu kaitannya hampir sama dengan periode yaitu tiap satu osilasi atau satu langkah penuh akan dibagi dengan waktunya dan satuannya adalah Hz

f = 1 / T

FENOMENA GETARAN MEKANIS

Artikel Iptek, Getaran Struktur Skala Besar dan Pengontrolannya

Oleh Lovely Son

Secara istilah getaran merupakan osilasi terhadap suatu titik keseimbangan. Osilasi ini dapat berupa osilasi periodik seperti gerakan pendulum atau osilasi acak seperti gerakan roda mobil akibat ketidakrataan permukaan jalan.

Pada beberapa kasus, getaran dibutuhkan oleh manusia seperti getaran pada garpu tala, getaran pada loud speaker dan juga getaran pada beberapa instrument (alat) musik. Akan tetapi, pada banyak kasus, getaran tidak diinginkan kerena dapat membuang energy, menimbulkan ketidaknyamanan, menghasilkan bunyi derau (noise) dan bahkan dapat menyebabkan kerusakan.

Selain dapat terjadi pada sistem mekanik dan sistem elektrik yang notabene berskala kecil, getaran juga dapat terjadi pada struktur dengan skala yang sangat besar seperti jembatan suspensi, gedung bertingkat tinggi maupun struktur ruang angkasa 1. Dewasa ini, pembangunan struktur skala besar dengan bobot kecil menjadi trend baru karena dapat mengurangi biaya dan energi. Akan tetapi, semakin kecilnya rasio antara berat dan ukuran struktur tersebut akan menyebabkan struktur lebih lentur sehingga menjadi sangat sensitif terhadap masalah getaran.

Tulisan ini akan menjelaskan beberapa problem getaran yang dijumpai pada struktur skala besar dan upaya-upaya yang dilakukan untuk mengurangi dampak dari adanya getaran tersebut.

1. Getaran pada Jembatan Suspensi Salah satu contoh kasus menarik untuk masalah getaran pada jembatan suspensi adalah proses pembangunan struktur tower utama dari jembatan Kurushima Kaikyo, yang membentang di selat Kurushima. Tower ini selesai dibangun pada tahun 1999. Jembatan ini sangat besar dengan tinggi tiap-tiap tower adalah 179m, 176m, 166m, 143m, 112m dan 145m ditinjau dari sisi Imabari.

Proses pembangunan jembatan ini dimulai dengan pembuatan sepasang tower utama. Beberapa kabel dengan ukuran besar kemudian dipasangkan pada kedua tower ini dan selanjutnya jembatan digantungkan pada kabel-kabel ini. Secara alamiah, jika tiupan angin kencang menerpa tower ini pada saat kabel-kabel belum dipasangkan, vorteks karman akan muncul di sisi belakang dari tower sehingga akan timbul getaran akibat vorteks pada saat frekuensi pribadi dari tower hampir sama dengan frekuensi dari vorteks.

Getaran Bebas

Getaran Bebas adlah getaran yang terjadi pada sistem itu sendiri tanpa mendapat gaya dari luar sistem.

Umumnya, terdapat dua jenis getaran iaitu getaran bebas dan getaran paksa. Getaran bebas berlaku apabila pergerakan disebabkan oleh graviti atau daya yang tersimpan seperti pergerakan bandul atau pegas. Getaran paksa ialah getaran yang disebabkan oleh kesan daya yang dikenakan secara berkala atau mengikut tempoh ulangan tertentu. Bagi kedua-dua jenis getaran ini, ia terbahagi kepada dua keadaan iaitu getaran tanpa redaman dan getaran dengan redaman. Apabila kesan geseran diabaikan, getaran tersebut disebut getaran tanpa redaman. Ini bermakna getaran akan berlaku berterusan dengan amplitud yang sama. Umumnya, kebanyakan getaran yang terjadi ialah getaran dengan redaman iaitu apabila ia dipengaruhi oleh geseran. Amplitud getaran semakin berkurang dan akhirnya sistem akan berhenti bergerak.

Beberapa contoh getaran yang biasa dilihat ialah getaran bebas pegas, bandul mudah, getaran jisim pada hujung rod anjal, tali gitar, cakera yang dilekatkan pada hujung rod getah dan kemudian diputar (puntiran), pergerakan dalam bulatan, denyutan jantung, pergerakan omboh di dalam enjin dan pergerakan cakera pengimbang di dalam jam.