Apa yang menjadi pengaruh periode berayun sebuah bandul jelaskan

Apa yang menjadi pengaruh periode berayun sebuah bandul jelaskan

Loading Preview

Sorry, preview is currently unavailable. You can download the paper by clicking the button above.

You're Reading a Free Preview
Pages 6 to 10 are not shown in this preview.

Apa yang menjadi pengaruh periode berayun sebuah bandul jelaskan
Satu lagi contoh sistem yang bergerak harmonis sederhana adalah sistem ayunan bandul sederhana atau sering disebut sebagai bandul matematis. Untuk menghasilkan ayunan sederhana atau getaran harmonis sederhana pada bandul, simpangan bandul jangan melebihi 10 derajat. Hal ini ditujukkan supaya gerakan yang terjadi disekitar titik kesetimbangan berada dalam suatu bidang datar. Oleh karena ini, salah satu ciri gerak ayunan bandul adalah berada dalam suatu bidang datar. Gaya pemulih yang menjadikan gerak sistem ini harmonis adalah gaya gravitasi yang menuju titik kesetimbangan. Tentunya besaran lain seperti frekeunsi getar dan periode getar juga muncul dalam sistem ini. Lalu faktor apa yang mempengaruhinya? Berbeda dengan getaran pegas, massa dalam hal ini tidak mempengaruhi frekeunsi dan periode. Faktor percepatan gravitasi dan panjang tali lah yang mempengaruhi frekuensi dan periode. Ini artinya getaran pada bandul akan berbeda-beda disetiap tempat karena gravitasi dibumi sendiri bergantung pada letak lintang.

Apa yang menjadi pengaruh periode berayun sebuah bandul jelaskan

Dengan memperhatikan vektor gaya pada gambar di atas, kita dapat menurunkan persamaan frekuensi dan periode getaran sebagai berikut:

Apa yang menjadi pengaruh periode berayun sebuah bandul jelaskan

Apa yang menjadi pengaruh periode berayun sebuah bandul jelaskan

Dari persamaan di atas, kita sudah jelas mendapatkan persamaan kecepatan sudut getaran kuadrat, yang pada akhirnya mendapat fekuensi dan periode getar.

Apa yang menjadi pengaruh periode berayun sebuah bandul jelaskan


Apa yang menjadi pengaruh periode berayun sebuah bandul jelaskan

Dari kedua persamaan di atas jelas bahwa faktor percepatan gravitasi dan panjang tali yang menentukan frekuensi dan periode ayunan bandul. Ketika ada suatu kasus khusus, bandul diayunkan dalam suatu lift yang sedang bergerak dipercepat ke bawah atau ke atas, frekeunsi dan periode bandul akan dipengaruhi oleh faktor percepatan lift pula. Sebagai contoh untuk bandul yang dipercepat ke bawah,

Apa yang menjadi pengaruh periode berayun sebuah bandul jelaskan


a menunjukkan percepatan sistem, dalam hal ini lif tang dipercepat ke bawah, L menunjukkan panjang tali, dan g menunjukkan percepatan gravitasi di titik tersebut.



Kaji-1: Pada amplitudo kecil, frekuensi osilasi dari sebuah pendulum  yang panjangnya Lo dalah fo. Agar frekeunsi pendulum menjadi 2fo, tentukanlah panjang pendulum yang harus digunakan!

Jawab:

Besaran yang diketahui.

Apa yang menjadi pengaruh periode berayun sebuah bandul jelaskan

Ketika frkeunsi ingin menjadi 2 kali frekeunsi semula, panjang tali yang harus digunakan adalah

Apa yang menjadi pengaruh periode berayun sebuah bandul jelaskan

Apa yang menjadi pengaruh periode berayun sebuah bandul jelaskan


Latih-1: Pada amplitudo kecil, periode osilasi dari sebuah pendulum  yang panjangnya Lo dalah To. Agar periode pendulum menjadi 4To, tentukanlah panjang pendulum yang harus digunakan!

Kaji-2: Percepatan gravitasi dipermukaan bulan sama dengan 1/6 percepatan gravitasi dipermukaan bumi. Sebuah bandul sederhana dipermukaan bumi periodenya 1 detik, jika di bawa ke bulan, tentukanlah periode bandul dipermukaan bulan!

Jawab:

Besaran yang diketahui.

Apa yang menjadi pengaruh periode berayun sebuah bandul jelaskan

Periode bandul dipermukaan bulan dapat dihitung dengan

Apa yang menjadi pengaruh periode berayun sebuah bandul jelaskan

Latih-2: Percepatan gravitasi dipermukaan bulan sama dengan 1/6 percepatan gravitasi dipermukaan bumi. Sebuah bandul sederhana dipermukaan bumi frekuensinya 2 Hz, jika di bawa ke bulan, tentukanlah frekeunsi bandul dipermukaan bulan!

Kaji-3: Sebuah bandul matematis yang panjangnya L berada dalam lift. Saat lift naik dipercepat sebesar a = g/2. Tentukanlah periode bandul dalam lift yang dipercepat ke atas!

Jawab: Besaran yang diketahui.

Apa yang menjadi pengaruh periode berayun sebuah bandul jelaskan

Periode bandul saat lif dpercepat ke atas dengan percepatan g/2 adalah

Apa yang menjadi pengaruh periode berayun sebuah bandul jelaskan

Latih-3: Sebuah bandul matematis yang panjangnya L berada dalam lift. Saat lift naik dipercepat sebesar a = g/2. Tentukanlah frekuensi bandul dalam lift yang dipercepat ke atas!

Kaji-4: (SPMB 07) Sebuah ayunan sederhana dibawa oleh seseorang yang berdiri pada sebuah tangga yang memiliki kemiringan 30 derajat terhadap bidang datar. Saat tangga dalam keadaan diam, ayunan memiliki periode 2s. Jika tangga kemudian mulai berjalan dipercepat searah kemiringan tangga sebesar 2 m/s/s ke atas, tentukanlah periode ayunan bandul tersebut!

Jawab:

Besaran yang diketahui.

Apa yang menjadi pengaruh periode berayun sebuah bandul jelaskan

Periode bandul saat dipercepat dengan kemiringan 30 derajat sama dengan saat dipercepat ke atas dengan komponen asin30 yaitu:

Apa yang menjadi pengaruh periode berayun sebuah bandul jelaskan

Apa yang menjadi pengaruh periode berayun sebuah bandul jelaskan

Latih-4: Sebuah ayunan sederhana dibawa oleh seseorang yang berdiri pada sebuah tangga berjalan yang memiliki kemiringan 30 derajat terhadap bidang datar. Saat tangga dalam keadaan diam, ayunan memiliki periode 4s. Jika tangga kemudian mulai berjalan dipercepat searah kemiringan tangga sebesar 2 m/s/s ke bawah, tentukanlah periode ayunan bandul tersebut!


Ayunan bandul sederhana dapat dibuat menggunakan sebuah bola yang diikat tali dan tergantung pada sebuah bidang tetep. Ketika ayunan bandul diayunkan akan terjadi gerakan bolak – balik melalui suatu titik keseimbangan dengan banyaknya getaran benda dalam setiap sekon selalu konstan. Contoh gerak pada bandul ini termasuk dalam gerak harmonik sederhana. Banyak getaran dan lamanya waktu melakukan gerakan akan mempengaruhi besar nilai periode dan frekuensi. Periode menyatakan waktu selama terjadi satu kali getaran. Sedangkan frekuensi menyatakan banyaknya getaran dalam satu sekon. Apa saja faktor yang mempengaruhi nilai periode dan frekuensi ayunan bandul? Jawabannya dapat sobat idschool cari pada ulasan di bawah.

Gerakan pada Ayunan Bandul Sederhana

Perhatikan sebuah bandul yang diikat oleh sebuah tali. Gerakan sebuah ayunan bandul sederhana membentuk lintasan A – B – C – D – E. Titik C merupakan titik setimbang. Satu getaran dinyatakan melalui lintasan C – D – E – D – C – B – A – B – C. Simpangan pada ayunan bandul tersebut adalah C – B atau C – D. Sedangkan amplitudo ayunan bandul tersebut sama dengan lintasan C – A atau C – E.

Apa yang menjadi pengaruh periode berayun sebuah bandul jelaskan

Satu getaran dinyatakan melalui garakan dari titik awal menuju titik akhir kemudian kembali ke titik awal. Pada setiap getaran terdapat simpangan. Simpangan terjauh 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:

  • Panjang tali pada bandul
  • Percepatan/gaya gravitasi tempat bandul diayun

Faktor yang tidak mempengaruhi nilai periode dan frekuensi ayunan bandul:

Bagaimana faktor tersebut mempengaruhi nilai periode dan frekuensi pada ayunan bandul? Bahasan tersebut akan menjadi ulasan berikutnya.

Baca Juga: Gelombang Transversal dan Longitudinal

Periode pada Ayunan Bandul Sederhana

Periode menyatakan waktu selama terjadi satu kali getaran. Sehingga, nilai periode sama dengan perbandingan antara waktu (t) per banyaknya getaran (n). Nilai periode berkebalikan dengan frekuensi. Satuan periode dinyatakan dalam sekon. Selain itu, nilai periode juga dapat dihitung dari panjang tali dan besar gravitasi di mana tempat bandul diayun. Persamaan periode pada ayunan bandul sederhana diberikan seperti berikut.

Apa yang menjadi pengaruh periode berayun sebuah bandul jelaskan

Perhatikan bahwa persamaan nilai periode dipengaruhi oleh besar nilai panjang tali (ℓ) dan percepatan gravitasi (g). Nilai ℓ berada dalam akar sebagai pembilang. Semakin besar nilai ℓ akan membuat nilai di dalam akar menjadi besar pula. Kondisi tersebut akan membuat nilai periode otomatis menjadi besar pula. Kondisi sebaliknya akan membuat nilai periode menjadi semakin kecil.

Sedangkan nilai percepatan gravitasi (g) pada persamaan berada di dalam akar sebagai penyebut. Semakin besar nilai g akan membuat nilai di dalam akar menjadi semakin kecil. Hal ini akan membuat nilai periode menjadi semakin kecil. Kondisi sebaliknya akan membuat nilai periode semakin besar.

Kesimpulan:

  • 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 besar

Baca Juga: Contoh Soal Getaran dan Gelombang

Frekuensi pada Ayunan Bandul Sederhana

Pengertian frekuensi pada ayunan bandul adalah banyaknya getaran dalam satu sekon. Sehingga, nilai frekuensi sama dengan perbandingan antara banyaknya getaran (n) per lamanya waktu bergetar (t). Sama seperti pada periode, nilai frekuensi berbanding terbalik dengan periode. Satuan frekuensi dinyatakan dalam Hertz (Hz). Rumus frekuensi pada ayunan bandul sederhana dinyatakan seperti persamaan berikut.

Apa yang menjadi pengaruh periode berayun sebuah bandul jelaskan

Persamaan frekuensi menandakan bahwa nilai periode dipengaruhi oleh besar nilai panjang tali (ℓ) dan percepatan gravitasi (g). Nilai ℓ berada dalam akar sebagai penyebut. Semakin besar nilai ℓ akan membuat nilai di dalam akar menjadi kecil. Kondisi tersebut akan membuat nilai frekuensi otomatis menjadi kecil pula. Kondisi sebaliknya akan membuat nilai frekuensi menjadi semakin 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 akan membuat nilai frekuensi juga menjadi semakin besar. Kondisi sebaliknya akan membuat nilai frekuensi semakin besar.

Kesimpulan:

  • 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 kecil

Baca Juga: Faktor yang Mempengaruhi Periode dan Frekuensi Ayunan Bandul Sederhana

Contoh Soal dan Pembahasan

Soal – soal berikut dapat digunakan untuk menambah pemahaman sobat idschool. Masing – masing soal dilengkapi juga dengan pembahasan soal. Adanya pembahasan soal dapat sobat idschool gunakan untuk mengukur seberapa tepat jawaban sobat idschool. Selamat belajar!

Contoh 1 – Mengetahui Getaran pada Ayunan Bandul

Apa yang menjadi pengaruh periode berayun sebuah bandul jelaskan

Pembahasan:

Satu getaran pada gerak bandul pada soal adalah A – B – C – B – A. Informasi yang diberikan pada 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 cm

Mencari nilai frekuensi:

f = n/t
f =  0,5/0,2
f =  2,5 Hz

Mencari nilai amplitudo:

Amplitudo = jarak B – A atau B – CAmplitudo = ½ × jarak A – C

Amplitudo = ½ × 10 cm = 5 cm