Teori Bandul Fisis ( Artikel Lengkap )

September 05, 2017
Sebuah bandul adalah berat badan tergantung dari poros sehingga bisa melenggang bebas. Ketika pendulum dipindahkan ke samping dari istirahat nya, kesetimbangan posisi, itu adalah dikenakan gaya pemulih karena gravitasi yang akan mempercepat kembali ke posisi kesetimbangan. Dan berikut ini merupakan ulasan singkat tentang teori bandul fisis.

Misalkan Anda menyeimbangkan kawat gantungan baju sehingga hook didukung oleh ujung jari telunjuk Anda. Ketika Anda memberikan gantungan perpindahan sudut kecil dengan tangan Anda yang lain dan kemudian melepaskannya, ia berosilasi. Jika objek menggantung berosilasi pada sumbu tetap yang tidak melewati pusat massanya dan objek tidak dapat diperkirakan sebagai massa titik, kita tidak bisa memperlakukan sistem sebagai bandul sederhana. Dalam hal ini, sistem ini disebut bandul fisis.



Bandul fisis atau bias disebut juga ayunan fisis adalah ayunan yang paling sering dijumpai. Karena pada ayunan ini massa batang penggantung tidak diabaikan seperti halnya pada ayunan matematis.

Bandul fisis terdiri dari batang logam sebagai penggantung dan beban logam berbentuk silinder.

Pada bandul fisis untuk sudut ayunan yang relative kecil (50 sampai dengan 150) berlaku persaamaan:

T = 2  ……………………. (1)

Dimana I adalah momen kelembaman terhadap sumbu poros penggantung (poros ayunan).

Dengan memakai teori sumbu sejajar, maka akan diperoleh :

I = m k2 + m a2

Maka persamaan I menjadi :

T = 2    ………………………. (2)

Dimana T adalah periode ayunan, K merupakan radius girasi terhadap pusat massa gabungan C, dan a adalah jarak pusat massa gabungan c dengan proses ayunan A.

Maka:

=  ……………… (3)

Dimana M1 merupakan massa batang lempeng logam, M2 adalah massa keeping/beban logam beserta sekrup, h adalah jarak pusat massa beban D dengan pusat massa batang B (berada ditengah-tengah batang), b merupakan jarak pusat massa gabungan C, dan  adalah jarak pusat massa beban D dengan poros ayunan A.

Dengan demikian, persamaan (2) dapat ditulis :

T = 2  ………………………. (4)

Jika posisi M2 dirubah-rubah, maka akan diperoleh harga , dan T yang berbeda. Misalkan beban M2 dipasang pada posisi maka akan diperoleh = 1 dan T = T1. Apabila M2 dipasang pada 2 , maka akan diperoleh = 2 dan T = T2. Jika harga , dan T yang berbeda itu dimasukkan kedalam persamaan (4), maka akan diperoleh :

g =  ……………….……. (5)

setiap benda yang bergetar melalui suatu keadaan yang terletak ditengah antara gerask bolak – baliknya, maka pada kedudukan ini disebut kedudukan seimbang atau titik setimbang.

Jika beban ditarik kesamping kemudian dilepaskan, maka beban bergerak bolak-balik melalui kedudukan seimbangnya. Apabila massa tali diabaikan, besar sudut tali kecil, maka ayunan beban disebut ayunan sederhana atau bandul sederhana.

Bandul sederhana adalah benda ideal yang mempunyai titik masa yang digantungkan pada tali ringan yang tidak mulur. Jika bandul ditarik kesamping dari posisi kesetimbangan kemudian dilepaskan maka bandul tersebut akan berayun kedalam bidang vertikal, karena pengaruh gravitasi.

Untuk menganalisis periode pada bandul sederhana, kita terlebih dahulu menganalisis gaya bandul tersebut.

Bandul sederhana terdiri atas beban bermassa m, panjang tali  massanya diabaikan. Gaya yang mempengaruhi gerak benda adalah gaya berat benda yang tegak lurus dengan tali disebut gaya pemulih. Besarnya adalah :

F = m.g. sin
 
 


Besaran fisika pada gerak harmonic sederhana pada ayunan sederhana :


Periode (T)

Benda yang bergerak harmonis sederhana pada ayunan sederhana memiliki periode yaitu waktu yang dibutuhkan benda untuk melakukan satu gerakan secara lengkap. Benda melakukan getaran secara lengkap apabila benda mulai bergerak dari titik dimana benda tersebut dilepaskan dan kembali lagi ke titik tersebut.


Frekuensi(f)

Selain periode, terdapat juga frekuensi yaitu banyaknya getaran yang dilakukan oleh benda selama satu detik. Yang dimaksudkan dengan getaran disini adalah getaran lengkap. Satuan frekuensi adalah s-1 disebut juga Hertz (Hz).
Hubungan antara periode dan frekuensi. Secara matematis hubungan antara periode dn frekuensi adalah sebagai berikut :


Amplitudo
Pada ayunan sederhana, selain periode dan frekuensi, terdapat juga amplitude. Amplitude adalah perpindahan maksimum dari titik kesetimbangan.
loading...

Artikel Terkait

Previous
Next Post »