Benda yang melakukan getaran harmonis dari kejadian di bawah adalah

Foto: Pixabay

Gerak harmonik sederhana adalah gerak bolak-balik suatu benda yang melewati titik keseimbangan tertentu dengan banyaknya getaran benda dalam setiap sekon selalu konstan.

Gerak harmonik sederhana memiliki amplitudo (simpangan maksimum) dan juga frekuensi yang tetap. Gerak ini bersifat periodik, sehingga tiap gerakannya akan terjadi secara berulang dan teratur dalam selang waktu yang sama.

Gerak harmonik sederhana dan karakteristiknya

Resultan gaya pada gerak harmonik sederhana memiliki arah yang selalu menuju ke arah titik kesetimbangan, yang disebut dengan gaya pemulih. Besaran gaya pemulih sendiri berbanding lurus dengan posisi benda terhadap titik kesetimbangan.

Beberapa karakteristik gerak harmonik sederhana diantaranya adalah dinyatakan dengan grafik posisi partikel sebagai fungsi waktu berupa sinus atau kosinus.

Gerak harmonik sederhana juga dapat ditinjau dari persamaan simpangan, persamaan kecepatan, persamaan percepatan, dan persamaan energi gerak yang dimaksud.

Simpangan getaran harmonik sederhana dapat dianggap sebagai proyeksi partikel yang bergerak melingkar beraturan pada diameter lingkaran.

Rumus simpangan pada gerak harmonik sederhana yaitu:

Rumus simpangan pada gerak harmonik sederhana. Foto: Ayo Belajar

y = simpangan getaran (m)

ω = kecepatan sudut (rad/s)

A = amplitudo/simpangan maksimum (m)y = simpangan getaran (m)

Pada gerak harmonik sederhana, kecepatan diperoleh dari turunan pertama persamaan simpangan, dengan persamaan sebagai berikut:

Rumus kecepatan pada gerak harmonik sederhana. Foto: ayo belajar

Percepatan benda yang bergerak harmonik sederhana dapat diperoleh dari turunan pertama persamaan kecepatan atau turunan kedua persamaan simpangan. Persamaan percepatan dapat diperoleh sebagai berikut,

Rumus percepatan. Foto: Kelaspintar

Simpangan maksimum memiliki nilai yang sama dengan amplitudo (y = A), sehingga percepatan maksimumnya adalah am= – Aw

Persamaan energi pada gerak harmonik sederhana meliputi energi kinetik, energi potensial, dan energi mekanik, kemudian energi kinetik benda dapat dirumuskan sebagai berikut.

Rumus energi kinetik. Foto: Kelaspintar

Sementara untuk energi potensial benda dapat dirumuskan sebagai berikut.

Rumus energi potensial. Foto: kelaspintar

Sementara, energi mekanik adalah penjumlahan dari energi kinetik dan energi potensial.

Rumus energi mekanik

k = nilai ketetapan (N/m)

ω = kecepatan sudut (rad/s)

Perlu diingat bahwa jumlah energi potensial dan energi kinetik benda yang bergerak harmonik sederhana selalu bernilai tetap.

Demikian adalah artikel mengenai gerak harmonik sederhana, semoga bermanfaat. (Adelliarosa)

Gerak harmonik sederhana adalah gerak bolak-balik benda melalui suatu titik keseimbangan tertentu dengan banyaknya getaran benda dalam setiap sekon selalu konstan. Contoh gerak ini adalah bandul atau ayunan.

Pada gerak harmonik sederhana ini, terdapat simpangan dan kecepatan benda. Kecepatan dan simpangan ini besarnya sangat berkaitan dengan besar energi potensial (Ep) dan energi kinetik (Ek) dari benda.

Energi potensial (Ep) adalah energi yang dimiliki oleh suatu benda akibat ketinggiannya. Pada saat bandul atau ayunan berada di simpangan terjauh, maka ketingian bandul atau ayunan juga paling tinggi, sehingga energi potensialnya juga paling besar. 

Namun, karena kekekalan energi, peningkatan energi potensial ini diikuti dengan penurunan energi lain, yaitu energi kinetik (Ek), agar total energi benda tetap. Energi kinetik adalah energi yang dimiliki benda yang besarnya tergantung pada kecepatannya. Ini terlihat dari perlambatan laju bandul atau ayunan ketika di simpangan terjauh. Pada simpangan terjauh, energi kinetik bandul atau ayunan akan paling kecil.

Sebaliknya saat titik setimbang, bandul atau ayunan ketinggiannya paling rendah, sehingga energi potensialnya juga paling kecil. Penurunan energi potensial diikuti dengan peningkatan energi kinetik, yang terlihat dari peningkatan kecepatan saat di titik setimbang.

Oleh karena itu, jawabannya adalah A.