Simpangkan benda dari titik setimbangnya kemudian lepaskan dan benda akan bergerak terus menerus melewati titik setimbang membentuk bidang datar atau garis seperti di bawah dinamakan Gerak Harmonik Sederhana atau SHM (Simple Harmonic Motion)
Animasi1. Gerak Harmonik Sederhana
Gerak harmonik sederhana, sederhana mungkin karena banyak penyederhanaan misal gaya gesekan udara diabaikan, sudut simpangan harus kecil dll. Jika gaya penghambat diperhitungkan gerak benda akan teredam dan tidak periodik maka konsep lebih rumit tidak sederhana lagi.
2. Hukum Hooke
Animasi2. Hukum Hooke dan Energi potensial pegas
Tarik pegas dari titik setimbanya maka gaya F berbanding lurus dengan pertambahan panjang pegas Y atau gaya makin besar pertambahan panjang makin besar. Interaksi gaya F dilawan oleh gaya pegas F' atau aksi F dilawan sama besar oleh gaya reaksi F'.
Tanda (-) menunjukkan vektor F' berlawanan arah dengan vektor F boleh ditukar jika arah vektor F negatif maka arah vektor F' menjadi positif. Baca lengkap
Pertambahan panjang pegas (Y) boleh ditulis ΔY atau dengan variabel lain ΔX atau Δl. Selang usaha (ΔW) untuk pertambahan panjang pegas (ΔY) adalah:
3. SUSUNAN SERI PARALEL
4. Hukum Kekekalan Energi Gerak Harmonik Sederhana
Untuk menyederhanakan permasalahan pada posisi setimbang sebagai titik acuan dimana energi potensial pegas bernilai nol (Ep=0). Simpangkan benda yang tergantung pada ujung pegas sejauh Y, pada posisi ini sistem hanya memiliki energi potensial pegas (Ep=1/2 kY2). Kemudian lepas dan akan terjadi perubahan energi potensial (berkurangnya Y) menjadi energi kinetik benda. Pada posisi setimbang seluruh energi potensial diubah menjadi energi kinetik benda dan pada posisi simpangan terjauh energi kinetik diubah menjadi energi potensial pegas kembali dan seterusnya bergerak periodik. Gaya pemulih selalu mengedalikan gerak periodik ini dan arah gaya pemulih berlawanan dengan arah gerak pada sistem ini adalah gaya pegas (F=kY).
Menganalisa Gerak Harmonik Sederhana (SHM) berkaitan denga Gerak Melingkar Beraturan (GMB). SHM adalah seluruh variabel GMB proyeksi pada salah satu sumbu, sistem ini pada Sb Y. Ingat lagi GMB sudut tempuh (θ=ω.t), kecepatan linear (V=ω.R) arah selalu menyinggung lintasan lingkaran, percepatan sentripetal (as=V2/R) arah menuju ke pusat lingkaran gaya sentripetal (Fs=mv2/R) searah degan as.
Animasi3. Variabel Gerak Harmonik Sederhana
Proyeksi variabel GMB pada komponen vertikal sumbu Y didapat sebagai berikut.
Full Animation Physics
Comments