Sebuah pegas menghasilkan frekuensi 20 Hz maka besarnya periode getaran tersebut adalah

GERAKAN AYUNAN, PERIODE DAN FREKUENSIKelas : IVTema : 8KD : 3.4 Menghubungkan gaya dengan gerak pada peristiwa di lingkungan sekitar 4.4 Menyajikan hasil percobaan tentang hubungan antara gaya dan gerak1.Nur Azizah (34301900004)2.Nirmala Wahyu Wardani (34301900064)3. Firna zummi luthfiyana (34301900031)4. Atika Puji Rahmawati (34301900017)5. Selyyana Rochmawati (34301900078)6.Amalia Mawardi (34301900011)7.Nurul Aini (34301900068)8. Muhammad Ichsan Arifka Rahman (34301900059)PENGERTIAN GAYA DAN GERAK BESERTA CERITA SEDERHANA Gaya adalah suatu kekuatan yang mengakibatkan benda yang dikenainya dapat mengalami gerak, perubahan kedudukan, atau perubahan bentuk. Gaya juga dapat diartikan sebagai tarikan atau dorongan yang dapat memengaruhi keadaan suatu benda. Gerak adalah perpindahan kedudukan suatu benda terhadap benda lainnya, baik perpindahan kedudukan yang mendekati maupun menjauhi suatu benda atau tempat asal akibat benda itu dikenai gaya.Cerita sederhana tentang bunyi dan gerak :Di dekat rumah Udin di Jawa Barat terdapat taman bermain. Udin dan saudara-saudarasepupunya bermain di sana. Dita ingin bermain ayunan. Udin membantu Dita menarik danmendorong ayunan.Udin menarik ayunan. Kemudian, Udin mendorong ayunan. Udin telah memberikan gayapada ayunan itu. Gaya yang diberikan Udin terhadap ayunan yaitu tarikan dan dorongan.Akibatnya, ayunan itu bergerak. Saat ditarik, ayunan bergerak ke belakang atau mendekatiUdin. Saat didorong, ayunan bergerak ke depan atau menjauhi Udin.Amati percobaan gerak berikut!Langkah percobaan : 1. Letakkan Kursi di tempat yang cukup luas, seperti di ruang kelas. 2. Doronglah kursi itu. Amati apa yang terjadi pada kursi itu.? 3. Tariklah Kursi itu. Dan amati apa yang terjadi pada kursi itu.?Tulislah hasil sebuah percobaanmu dengan menjawab pertanyaan berikut ini.1) Apa yang terjadi pada Kursi saat didorong.? Jawaban: Kursi yang telah di dorong akan berpindah tempat.2) Kemana arah Kursi saat didorong? Jawaban: Sesuai dengan arah dorongannya.3) Apa yang terjadi pada Kursi saat ditarik? Jawaban: Kursi yang telah di tarik akan berpindah tempat.4) Kemana arah Kursi saat ditarik? Jawaban: akan mengikuti dari tarikan tersebut.Pengertian Gerak HarmonikGerak harmonik adalah gerak bolak balik secara teratur melalui titik keseimbangan denganbanyaknya getaran benda dalam setiap sekon selalu sama atau konstan. Gerak Harmonik Sederhana Pada PegasSemua pegas memiliki panjang alami sebagaimana tampak pada gambar. Saat sebuah bendadihubungkan ke ujung sebuah pegas, maka pegas akan meregang ( bertambah panjang)sejauh y. Pegas akan mencapai titik kesetimbangan jika tidak diberikan gaya luar ( ditarik ataudigoyang). Contoh Gerak Harmonik Sederhana Pada PegasPegas / Shocker dipasang pada roda mobil untuk memastikan perjalanan yang aman bagipenumpang. Setiap kali mobil menabrak jalan bergelombang, pegas / shocker ini berfungsisebagai peredam kejut; menuju perjalanan yang mulus. Gaya pemulihan pada pegas akanmendorong roda mobil kembali ke tempatnyaGerak Harmonik Sederhana Pada BandulSaat beban digantungkan pada ayunan dan tidak diberikan gaya, maka benda akan diam dititik keseimbangan B. Jika beban ditarik ke titik A dan diloloskan, maka beban akan melakukanusaha ke B,C, lalu kembali lagi ke A. Gerakan beban akan terjadi berulang secara periodic,dengan kata lain beban pada ayunan di atas menerapkan gerak harmonik sederhana. Contoh Gerak Harmonik Sederhana Pada BandulKita semua pasti pernah melihat pendulum di jam bergerak ke sana kemari secarateratur. Saat kita menarik sebuah bandul sederhana dari posisi kesetimbangannya dankemudian melepaskannya, ia akan berayun dalam bidang vertikal di bawah pengaruhgravitasi. Pendulum ini mulai terombang-ambing tentang posisinya yang rata-rata. Olehkarena itu, gerakan ini bersifat osilasi dan merupakan gerakan harmonik sederhana.Besaran Fisika Pada Ayunan Bandul Ayunan bandul sederhana dapat dibuat menggunakan sebuah bola yang diikat talidan tergantung pada sebuah bilang tetep. Ketika ayunan bandul di ayunkan akan terjadigerakan bolak-balik melalui suatu titik keseimbangan dengan banyaknya getaran bendadalam setiap sekon selalu konstan. Contoh gerak bandul ini termasuk dalam gerak harmoniksederhana. Banyak getaran dan lamanya waktu melakukan gerakan akan mempengaruhibesar nilai Periode dan Frekuensi. Periode menyatakan waktu selama terjadi satu kali getaran.Sedangkan Frekuensi menyatakan banyaknya getaran dalam satu sekon.A. Gerakan Pada Ayunan Bandul Sederhana Perhatikan sebuah bandul yang diikat oleh sebuah tali. Gerakan sebuah ayunan bandulsederhana membentuk lintasan A-B-C-D-E. Titik C merupakan titik setimbang. Satu getarandinyatakan melalui lintasan C-D-E-D-C-B-A-B-C. Simpangan pada ayunan bandul tersebutadalah C-B atau C-D. Sedangkan amplitudo ayunan bandul tersebut sama dengan lintasan C-A atau C-ESatu getaran dinyatakan melalui getaran melalui gerakan dari titik awal menuju titik akhirkemudian menuju kembali ke titik awal. Pada setiap getaran terdapat simpangan. Simpanganterjauh dari titik seimbang yang dapat dicapai oleh benda bergetar disebut Amplitudo.Panjang tali (L) yang digunakan sama dengan jarak ikatan bola dengan bidang tetap.Faktor Yang Mempengaruhi Nilai Periode dan Frekuensi Ayunan Bandul:1. Panjang tali pada bandul2. Percepatan/ gaya gravitasi tempat bandul diayun.Faktor Yang Tidak Mempengaruhi Nilai Periode dan Frekuensi Ayunan Bandul:1. Masa bandul2. AmplitudoB. Periode Pada Ayunan Bandul Sederhana Periode menyatakan waktu selama terjadi satu kali getaran. Sehingga, nilai periodesama dengan perbandingan waktu (t) perbanyaknya getaran (n). Nilai periode berkebalikandengan frekuensi. Satuan periode dinyatakan dalam sekon. Selain itu, nilai periode juga dapatdihitung dari panjang tali dan besar gravitasi dimana tempat bandul diayun. Persamaanperiode pada ayunan bandul sederhana diberikan seperti berikut: Perhatikan bahwa persamaan nilai periode dipengaruhi oleh besar nilai panjang tali (L)dan percepatan gravitasi (g). Nilail (L) berada dalam akar sebagai pembilang. Semakin besarnilai (L) akan membuat nilai dalam akar menjadi besar pula. Kondisi tersebut akan membuatperiode otomatis menjadi besar pula. Kondisi sebaliknya akan membuat nilai periode menjadisemakin kecil. Sedangkan nilai percepatan gravitasi (g) pada persamaan berada di dalam akar sebagaipenyebut. Semakin besar nilai g akan membuat nilai di dalam akar menjadi semakin kecil. Halini akan membuat nilai periode menjadi semakin kecil. Kondisi sebaliknya akan membuat nilaiperiode semakin besar.Kesimpulannya:  Semakin panjang tali yang digunakan:nilai periode (T) semakin besar  Semakin pendek tali yang digunakan:nilai periode (T) semakin kecil.  Gaya gravitasi semakin besar:nilai periode (T) semakin kecil  Gaya gravitasi semakin kecil:nilai periode (T) semakin besarC. Frekuensi Pada Ayunan Bandul Sederhana Frekuensi pada ayunan bandul merupakan banyaknya getaran dalam satu sekon.Sehingga,nilai frekuensi sama dengan perbandingan antara banyaknya getaran (n) per lamanyawaktu bergetar (t). Sama seperti periode, nilai frekuensi berbanding terbalik dengan periode. Satuanfrekuensi dinyatakan dalam Hertz(Hz). Rumus frekuensi pada ayunan bandul sederhana dinyatakanseperti persamaan berikut ini: Persamaan frekuensi menandakan bahwa nilai periode dipengaruhi oleh besar nilai panjangtali (L) dan percepatan gravitasi (g). Nilai L berada dalam akar sebagai penyebut. Semakin besar nilaiL akan membuat nilai dalam akar menjadi semakin kecil. Kondisi tersebut akan membuat nilaifrekuensi otomatis menjadi kecil pula.kondisi sebaliknya akan membuat nilai frekuensi menjadisemakin kecil. Nilai percepatan gravitasi (g) pada persamaan berada di dalam akar sebagai pembilang.Semakin besar nilai g akan membuat nilai di dalam akar menjadi semakin besar. Hal ini akanmembuat nilai frekuensi juga semakin besar. Kondisi sebaliknya akan membuat nilai frekuensisemakin besar.Kesimpulannya:  Semakin panjang tali yang digunakan:frekuensi (f) semakin kecil  Semakin pendek tali yang digunakan:frekuensi (f) semakin besar  Gaya gravitasi semakin besar:frekuensi (f) semakin besar  Gaya gravitasi semakin kecil:frekuensi (f) semakin kecilPengaruh gaya pada benda elastis Elastisitas adalah kemampuan suatu benda untuk kembali ke bentuk awalnya segerasetelah gaya luar yang diberikan kepada benda itu dihilangkan. Berdasarkan pengertianelastisitas di atas maka elastisitas itu sendiri adalah suatu benda yang memiliki sifatkecenderungan dapat kembali dalam posisi awalnya akibat adanya gaya dari luar. Seperti pada sebuah pegas yang digantungi dengan beban pada salah satu sisi ujungnya,akan kembali ke bentuk semula jika beban tersebut kita ambil kembali. Contoh lainnya adalahketapel dan karet gelang jika kita rentangkan maka akan terjadi pertambahan panjang padakedua benda tersebut, tapi jika gaya yang bekerja pada kedua benda tersebut dihilangkan,maka kedua benda tersebut akan kembali ke bentuk semula.Gaya Pegas dan Energi Potensial Pegas Sifat elastisitas pegas menjadi objek penelitian Robert Hooke, melalui percobaan yangdilakukannya, Hooke menemukan adanya hubungan sebanding antara gaya denganpertambahan panjang pegas yang dikenai gaya. Hubungan tersebut merupakan perbandingansenilai. Semakin besar gaya yang bekerja pada pegas maka pertambahan panjang pegas akansemakin besar/panjang pula. Begitu juga untuk kondisi sebaliknya, semakin kecil gaya yangbekerja pada pegas maka pertambahan panjang pegas akan semakin kecil/pendek.Bunyi Hukum Hooke: jika gaya tarik yang diberikan pada sebuah pegas tidak melampaui bataselastis bahan maka pertambahan panjang pegas berbanding lurus dengan gaya tariknya.Secara matematis, bunyi hukum Hooke dinyatakan melalui persamaan di bawah.Pegas yang dikenai gaya memiliki energi potensial elastis yaitu energi yang tersimpan didalam benda elastis karena adanya gaya tekan dan gaya regang yang bekerja pada benda.Saat pegas ditarik dengan gaya sebesar F1 maka pegas itu bertambah panjang sebesar Δx1,pada saat pegas ditarik dengan gaya sebesar F2 maka pegas akan bertambah panjangsebesar Δx2, dan begitu seterusnya.Hubungan antara gaya dan pertambahan panjang pegas yang memenuhi Hukum Hookediberikan seperti pada grafik di bawah.Besarnya energi potensial pegas (EP) sama dengan usaha total yang diberikan untukmeregangkan pegas. Besar usaha tersebut sama dengan luas segitiga di bawah kurva Fterhadap Δx.Konstanta Pegas (k) pada Susunan Seri dan ParalelPegas dapat disusun secara seri, paralel, atau campuran (terdiri dari kombinasi rangkaianpegas seri dan paralel). Konstanta pegas pada rangkaian pegas dengan susunanseri/paralel/campuran menggunakan konstanta pengganti. Satuan konstata pegasdinyatakan dalam N/m.Besar nilai konstanta pengganti bergantung pada nilai konstanta pegas dan bentukrangkaiannya. Cara mencari konstanta pengganti pegas dengan rangkaian seri berbedadengan rangkaian paralel, begitu juga untuk rangkaian campuran.Konstanta Pengganti pada Pegas Susunan SeriPegas yang disusun secara seri memiliki rangkaian yang memanjang dengan gaya padapegas susunan terakhir. Pada saat rangkaian susunan seri ini diberi gaya, semua pegasmerasakan gaya yang sama. Konstanta pengganti pegas yang disusun secara seri memenuhipersaman berikut.Konstanta Pengganti pada Pegas Susunan ParalelRangkaian pegas yang disusun secara paralel disusun berjajar dengan sebuah gaya terhubungsemua pegas. Pada saat rangkaian paralel pegas ini diberi gaya, pemanjangan pegas sama dangaya yang diberikan dibagi sebanding konstantanya. Konstanta pengganti pegas untukrangkaian paralel memenuhi persaman berikut.CONTOH SOAL DAN PEMBAHASAN  Perhatikan gambar ayunan bandul berikut ini.Jika bandul bergerak dari A-B-C selama 5 sekon maka frekuensi dan periode getaran banduladalah…Pembahasan:Bila bandul ditarik sampai pada titik A kemudian dilepaskan. Bandul akan bergerak ke titik B-C dan kembali ke titik B dan A. Gerak bandul A-B-C-B-A disebut 1 getaran penuh. Sedangkangerak bandul A-B-C atau C-B-A disebut ½ getaran.Jika bandul bergerak ½ getaran (A-B-C) selama 5 sekon maka frekuensi getaran adalah jumlahgetaran per waktu yang dibutuhkan, atau disimbol f = n/t, dimana n = jumlah getaran dan t =waktu getar. Oleh sebab itu;f = n/tf = ½ getaran/ 5 sekonf = 0.1 getaran/sekonf = 0.1 HzPeriode getaran adalah waktu yang diperlukan untuk menempuh 1 getaran penuh. Maka:periode adalah waktu getar per jumlah getaran, disimbol : T = t/n, dimana t = waktu getar dann = jumlah getaran.T = t/nT = 5 sekon/1/2 getaranT = 10 sekon/getaranFrekuensi berbanding terbalik dengan periode getaran sehingga dapat ditulis f = 1/T atau T =1/fPembahasan:Satu getaran pada gerak bandul pada soal adalah A – B – C – B – A. Informasi yang diberikanpada soal bandul bergerak dari A ke C, artinya getaran pada bandul sama dengan 0,5 getaran( ½ getaran).Diketahui:  banyak getaran: n = 0,5  waktu: t = 0,2 sekon  Jarak dari A ke C = 10 cmMencari nilai frekuensi:f = n/tf = 0,5/0,2f = 2,5 HzJadi, frekuensi dan amlitudo bandul tersebut adalah 2,5 HzLatihan soal1) Sebuah pegas menghasilkan frekuensi 50 Hz. Tentukan periode getaran itu?2) Benda A bergetar 75 getaran tiap sekon, dan benda B bergetar 60 getaran tiap sekon. Perbandingan frekuensi benda A dengan benda B adalah…3) Apabila sebuah benda bergetar sebanyak 600 getaran setiap 5 menit, maka periodegetarannya adalah…4) Suatu sumber getar menghasilkan frekuensi 20 Hz. Periode getaran tersebut adalah…5) Suatu benda bergetar menghasilkan frekuensi 20 Hz. Periode getaran tersebut adalah ?6) Jika benda A bergetar 75 getaran tiap sekon, dan benda B bergetar 60 getaran tiap sekon. Perbandingan antara frekuensi benda A dengan benda B adalah?7) sebuah pegas menghasilkan frekuensi 50 Hz. Tentukanlah periode getaran itu ?8) Apabila sebuah benda bergetar sebanyak 600x setiap 5 menit, maka periode getarannya adalah ?9) Sebuah benda bergerak dalam selang waktu 60 sekon dan membuat 6000 getaran. Tentukanlah besar frekuensi dan periodenya!10) Sebuah garputala bergetar dengan frekuensi 100 Hz. Berapa banyak getran yang dapat dilakuka oleh garputala tersebut selama 1 menit?PRAKTIKUMBuatlah kelompok terdiri dari 3 – 4 anggota. Kelompokmu akan melakukan percobaan untukmenghitung periode dan frekuensi. Periode dan FrekuensiAlat dan Bahan 1. Bandul besi berat 50 gram dan 100 gram 2. Benang dengan panjang 30 cm, 50 cm, dan 100 cm 3. Tiang gantungan 4. StopwatchCara Kerja 1. Gantungkan bandul besi pada gantungan 2. Tariklah beban dengan tangan kiri, sehingga menyimpang kira-kira 10° (titik A) 3. Siapkan stopwatch di tangan kanan, jalankan stopwatch bersamaan dengan melepaskan beban dari titik A. amati yang terjadi. 4. Berilah hitungan 1 pada saat beban kembali ke A untuk pertama kalinya, hitungan 2 untuk kedua kalinya, dan seterusnya. Pada hitungan ke 10 matikan stopwatch dan catat hasilnya. 5. Lakukan percobaan yang sama dengan mengganti beban (bandul) 6. Lakukan percobaan 1 -4 dengan mengganti panjang tali yang berbeda.7. Tulislah hasil pengamatan pada lembar pengamatan8. Apakah periode dan frekuensi dipengaruhi oleh beban dan panjang tali? Berikan penjelasanmu!Lembar Pengamatan1. Tabel Pengamatan Beban 50 gram Beban 100 gram No. Panjang Tali Ayunan T f Ayunan T f 1 30 cm 10 10 2 50 cm 3 100 cm 10 10 Rata-rata 10 102. Apakah periode dan frekuensi dipengaruhi oleh beban dan panjang tali? Berikan penjelasanmu! ............................................................................................................................. .................. ................................................................................................................ ............................... ............................................................................................................................. ..................

....................