Getaran Mekanik. Getaran Bebas Tak Teredam. Muchammad Chusnan Aprianto

dokumen-dokumen yang mirip
Konsep Dasar Getaran dan Gelombang Kasus: Pegas. Powerpoint presentation by Muchammad Chusnan Aprianto

ENERGI POTENSIAL. dapat dimunculkan dan diubah sepenuhnya menjadi tenaga kinetik. Tenaga

GERAK HARMONIK. Pembahasan Persamaan Gerak. untuk Osilator Harmonik Sederhana

SASARAN PEMBELAJARAN

USAHA DAN ENERGI. W = F.s Satuan usaha adalah joule (J), di mana: 1 joule = (1 Newton).(1 meter) atau 1 J = 1 N.m

Karakteristik Gerak Harmonik Sederhana

KARAKTERISTIK GERAK HARMONIK SEDERHANA

Treefy Education Pelatihan OSN Online Nasional Jl Mangga III, Sidoarjo, Jawa WhatsApp:

Jika sebuah sistem berosilasi dengan simpangan maksimum (amplitudo) A, memiliki total energi sistem yang tetap yaitu

Treefy Education Pelatihan OSN Online Nasional Jl Mangga III, Sidoarjo, Jawa WhatsApp:

Osilasi Harmonis Sederhana: Beban Massa pada Pegas

K 1. h = 0,75 H. y x. O d K 2

SASARAN PEMBELAJARAN

Uji Kompetensi Semester 1

GERAK HARMONIK SEDERHANA

FISIKA I. OSILASI Bagian-2 MODUL PERKULIAHAN. Modul ini menjelaskan osilasi pada partikel yang bergerak secara harmonik sederhana

Contoh Soal dan Pembahasan Dinamika Rotasi, Materi Fisika kelas 2 SMA. Pembahasan. a) percepatan gerak turunnya benda m.

Catatan Kuliah FI1101 Fisika Dasar IA Pekan #8: Osilasi

1. (25 poin) Sebuah bola kecil bermassa m ditembakkan dari atas sebuah tembok dengan ketinggian H (jari-jari bola R jauh lebih kecil dibandingkan

Soal-Jawab Fisika Teori OSN 2013 Bandung, 4 September 2013

dengan g adalah percepatan gravitasi bumi, yang nilainya pada permukaan bumi sekitar 9, 8 m/s².

SP FISDAS I. acuan ) , skalar, arah ( ) searah dengan

BAB 3 DINAMIKA ROTASI DAN KESETIMBANGAN BENDA TEGAR

Jawaban Soal OSK FISIKA 2014

Kumpulan soal-soal level Olimpiade Sains Nasional: solusi:

menganalisis suatu gerak periodik tertentu

Soal SBMPTN Fisika - Kode Soal 121

Bab 6 Momentum Sudut dan Rotasi Benda Tegar

BAB III APLIKASI METODE EULER PADA KAJIAN TENTANG GERAK Tujuan Instruksional Setelah mempelajari bab ini pembaca diharapkan dapat: 1.

FISIKA XI SMA 3

Materi Pendalaman 01:

Jawaban OSK (nilai 10) Pada kasus ini ada dua objek yang bergerak, yaitu bola dan orang. (nilai 2)

DINAMIKA ROTASI DAN KESETIMBANGAN

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

SOAL TRY OUT FISIKA 2

Dinamika Rotasi, Statika dan Titik Berat 1 MOMEN GAYA DAN MOMEN INERSIA

GERAK HARMONIK SEDERHANA. Program Studi Teknik Pertambangan

Mata Kuliah GELOMBANG OPTIK TOPIK I OSILASI. andhysetiawan

JAWABAN Fisika OSK 2013

KINEMATIKA DAN DINAMIKA: PENGANTAR. Presented by Muchammad Chusnan Aprianto

Bab III Elastisitas. Sumber : Fisika SMA/MA XI

BAB III SIMPLE VIBRATION APPARATUS

Antiremed Kelas 10 FISIKA

Antiremed Kelas 11 FISIKA

Membahas mengenai gerak dari suatu benda dalam ruang 3 dimensi tanpa

3. (4 poin) Seutas tali homogen (massa M, panjang 4L) diikat pada ujung sebuah pegas

BAB 3 DINAMIKA STRUKTUR

v adalah kecepatan bola A: v = ωr. Dengan menggunakan I = 2 5 mr2, dan menyelesaikan persamaanpersamaan di atas, kita akan peroleh: ω =

Fisika Dasar I (FI-321)

C. Momen Inersia dan Tenaga Kinetik Rotasi

Hak Cipta Dilindungi Undang-undang SOAL UJIAN SELEKSI CALON PESERTA OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2016 TINGKAT KABUPATEN / KOTA FISIKA.

BAB IV DINAMIKA PARTIKEL. A. STANDAR KOMPETENSI : 3. Mendeskripsikan gejala alam dalam cakupan mekanika klasik sistem diskret (partikel).

Satuan dari momen gaya atau torsi ini adalah N.m yang setara dengan joule.

KERJA DAN ENERGI. 4.1 Pendahuluan

GETARAN DAN GELOMBANG

Uraian Materi. W = F d. A. Pengertian Usaha

Momen Inersia. distribusinya. momen inersia. (karena. pengaruh. pengaruh torsi)

DINAMIKA (HKM GRK NEWTON) Fisika Dasar / Fisika Terapan Program Studi Teknik Sipil Salmani, ST., MS., MT.

Benda B menumbuk benda A yang sedang diam seperti gambar. Jika setelah tumbukan A dan B menyatu, maka kecepatan benda A dan B

KINEMATIKA PARTIKEL 1. KINEMATIKA DAN PARTIKEL

Materi dan Soal : USAHA DAN ENERGI

Statika dan Dinamika

DINAMIKA. Rudi Susanto, M.Si

USAHA dan ENERGI 1. USAHA Usaha oleh Gaya Konstan

MAKALAH MOMEN INERSIA

Pelatihan Ulangan Semester Gasal

Referensi : Hirose, A Introduction to Wave Phenomena. John Wiley and Sons

DASAR PENGUKURAN MEKANIKA

TKS-4101: Fisika MENERAPKAN KONSEP USAHA DAN ENERGI J U R U S A N T E K N I K S I P I L UNIVERSITAS BRAWIJAYA

BAB USAHA DAN ENERGI

SILABUS. I. IDENTITAS MATA KULIAH Nama mata kuliah : Gataran Mekanis Nomor kode : PP 360

K13 Revisi Antiremed Kelas 10 FISIKA

DINAMIKA ROTASI DAN KESETIMBANGAN BENDA TEGAR

BAB GETARAN HARMONIK

J U R U S A N T E K N I K S I P I L UNIVERSITAS BRAWIJAYA. TKS-4101: Fisika. Hukum Newton. Dosen: Tim Dosen Fisika Jurusan Teknik Sipil FT-UB

BAHAN AJAR FISIKA KELAS XI IPA SEMESTER GENAP MATERI : DINAMIKA ROTASI

BAB 1 Keseimban gan dan Dinamika Rotasi

KHAIRUL MUKMIN LUBIS IK 13

BAHAN AJAR PENERAPAN HUKUM KEKEKALAN ENERGI MEKANIK DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI

BAB 3 DINAMIKA ROTASI DAN KESETIMBANGAN BENDA TEGAR

GAYA GESEK. Gaya Gesek Gaya Gesek Statis Gaya Gesek Kinetik

Fisika Umum (MA101) Kinematika Rotasi. Dinamika Rotasi

MAKALAH GETARAN BEBAS TAK TEREDAM DAN GETARAN BEBAS TEREDAM

KESETIMBANGAN BENDA TEGAR

Tarikan/dorongan yang bekerja pada suatu benda akibat interaksi benda tersebut dengan benda lain. benda + gaya = gerak?????

Keunggulan Pendekatan Penyelesaian Masalah Fisika melalui Lagrangian dan atau Hamiltonian dibanding Melalui Pengkajian Newton

FIsika DINAMIKA ROTASI

DINAS PENDIDIKAN KOTA PADANG SMA NEGERI 10 PADANG ELASTISITAS DAN HUKUM HOOKE (Pegas)

SOAL SELEKSI OLIMPIADE SAINS TINGKAT KABUPATEN/KOTA 2017 CALON TIM OLIMPIADE FISIKA INDONESIA 2018

ANALISA STRUKTUR METODE MATRIKS (ASMM)

1. a) Kesetimbangan silinder m: sejajar bidang miring. katrol licin. T f mg sin =0, (1) tegak lurus bidang miring. N mg cos =0, (13) lantai kasar

Analisis Fisika Mekanis Sederhana pada Permainan Billiard

PHYSICS SUMMIT 2 nd 2014

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I PENGUKURAN KONSTANTA PEGAS DENGAN METODE PEGAS DINAMIK

momen inersia Energi kinetik dalam gerak rotasi momentum sudut (L)

Fisika Umum (MA-301) Topik hari ini: Getaran dan Gelombang Bunyi

FIsika USAHA DAN ENERGI

MEKANIKA UNIT. Pengukuran, Besaran & Vektor. Kumpulan Soal Latihan UN

BAB V USAHA DAN ENERGI

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

Transkripsi:

Getaran Mekanik Getaran Bebas Tak Teredam Muchammad Chusnan Aprianto

Getaran Bebas Getaran bebas adalah gerak osilasi di sekitar titik kesetimbangan dimana gerak ini tidak dipengaruhi oleh gaya luar (gaya eksternal) (a) pada kondisi rehat, pegas memiliki panjang l (b) ketika pegas pengalami pergeseran Xo, besar gaya kxo dan energi potensialnya kxo 2 /2

Metode Penurunan Persamaan Gerak Diagram Benda Bebas (Free Body Diagram) Metode Kesetaraan Sistem (Equivalent Systems Method)

Diagram Benda Bebas (FBD) Pilih Koordinat Umum. Variabel ini harus mewakili pergeseran partikel Jika aada rotasi, maka harus mewakili rotasi dan kecepatan dan percepatan sudut FBD berkaitan dengan waktu sesaat Terapkan hukum Newton pada sistem Gunakan teknik aljabar/kalkulus untuk memperoleh persamaan differential gerak

Contoh 1 Kita gunakan hukum Newton: Sehingga Analisis pada kondisi statis, diperoleh: Turunkan persamaan differensial gerak untuk sistim di atas! Dengan subtitusi persamaan ini ke persamaan differential kita peroleh: Jawab Gaya pegas dirumuskan dengan:

Contoh 2 Turunkan persamaan gerak dari gambar di bawah ini! Atau Sehingga menjadi Bentuk sinus dapat didekati dengan derat Taylor, yaitu Jawab Sistem memiliki gerak melingkar, dan anggaplah gerak melingkar berlawanan dengan arah jarum jam Terjadi kesetimbangan Momen Gaya Untuk sudut sangat kecil, diperoleh: dan Sehingga, persamaan menjadi:

Contoh 3 Dengan menggunakan pergeseran-x, carilah persamaan gerak pada sistem di atas!

Solusi Contoh 3 Pada kondisi setimbang: Berdasarkan hukum Newton Kita aplikasikan ke FBD: Gunakan persamaan kondisi setimbang untuk menghilangkan gravitasi dan pergeseran statik Hasilnya kita peroleh

Contoh 4 X2 pergeseran pegas yang terhubung dengan B Total pegeseran pegas: Saat statis, dengan asumsi tidak tidak terjadi gesekan, maka kesetimbangan gaya Dengan menggunakan x, cari persamaan gerak untuk sistem di atas! Jawab X1 pergeseran pegas yg terhubung dengan A

Cont d Dengan mengkombinasi kedua persamaan di atas kita peroleh Berdasarkan humum Newton: Akan menghasilkan bentuk persamaan:

AKHIR PERTEMUAN 3

Metode Sistem Kesetimbangan Kita tentukan, yang menjadi sistem koordinat adalah x. Energi total pada sistem: Dimana yaitu massa ekuivalen. Energi potensial sistem: Karena sistem rigid, maka besar kecepatan linear dan kec. Sudut berkorelasi dengan x Subtitusikan ke persamaan energi kita peroleh Sistem hanya memiliki satu derajat kebebasan, sehingga ada x dalam xi dan ada x dalam yi Melalui subtitusi kita peroleh Persamaan kedua (ruas kanan) dlm kondis stais = nol

Cont d Persamaan ketiga (ruas kanan) disebut sebagai energi potensial awal Vo. Penyederhanaan persamaan: T1, T2, dan Vo konstan dan juga Keq adalah konstanta pegas ekuivalen Usaha yang dilakukan dari x1 ke x2: Kita akan peroleh persamaan gerak Ceq adalah koefisien peredam cairan ekuivalen Hukum kekekalan energi kita peroleh:

Cont d Analisis lain dapat dilakukan dengan persamaan yang gayut terhadap. Energi kinetik dan energi potensial yang diperoleh adalah dan Usaha yang dilakukan adalah Sehingga bentuk persamaan geraknya:

Contoh Sebuah roda (gambar di bawah) memiliki jari-jari r, dan momen inertia J. Roda dilekatkan pada batang dengan konstanta kekakuan Kt. Roda bergerak pada lintasan bergerigi dgn massa m yang dilekatkan pada pegas (konstanta pegas k). Carilah bentuk persamaan geraknya! Jawab Karena tidak ada slip, maka: = x/r Energi kinetik sistemnya adalah Massa ekuivalen ditentukan dengan Energi potensial sistemnya adalah: Dengan konstanta ekuivalen Shg persamaan gerak sistem

One Degree of Freedom Systems Getaran bebas dengan satu sistem derajat kebebasan tak teredam K (+x) m x k m Kesetimbangan statis F = k F = mg x m mg = static deflection K = spring rate = force/deflection X = displacement x

One Degree of Freedom Systems K (+x) m x F x = 0 2 d x m 2 dt mx' ' kx m mg k( x ) mg k mg since k mg mx' ' kx 0 x 0 0

One Degree of Freedom Systems mx' ' kx 0 k x' ' x 0 m 2 x'' x 0 2 k m k m Penyelesaian dalam bentuk x e st x' se Akibatnya, dengan subtitusi st x' ' 2 2 st 2 st x'' x 0 s e e 0 s 2 e st

One Degree of Freedom Systems Dengan subtitusi s 2 e st 2 e st 0 or 2 2 s 0 s 2 / i Dari persamaan Euler x x i t C e C2 C i t e cos t i sin t C 2 1 cos t i sin t 1 Kita kelompokkan x C C t C C i sin t cos 1 2 1 2

One Degree of Freedom Systems x x C C t C C i sin t Let 2 cos 1 2 C C A C C i B 1 1 2 1 2 Acos t Bsin t A & B terbentuk pada kondisi awal @ t 0 x(0) A X 0 (initial x( 0) A(1) B(0) displacement) x' X 0 sin t x' (0) X 0 (0) B(1) B cos t V 0

One Degree of Freedom Systems x' (0) X 0 (0) B(1) V Sehingga, untuk satu dejarat bebas tak teredam: V0 x( t) X 0 cos t sin t 0 B V 0 k m f n 1 2 k m

Contoh 1 Sebuah mesin dengan massa 500 kg, dilekatkan pada fondasi elastik dengan konstanta 7 x10 5 N/m. Tentukan frekuensi alami dari sistem! Jawab Frekuensi alami dirumuskan dengan persamaan: Sehingga

Sebuah perusahaan perakitan, menggunakan robot pengangkut untuk mengangkat beban berat (gambar di samping). Pengangkut ini dapat bergerak pada lintasannya. Hitunglah frekuensi alami sistem jika ia mengangkat beban (part mesin) 800 kg dengan panjang kabel 9 m dan tebal batang pengangkut (beam) 3,1 m! Contoh 2

Contoh 2 (Cont d) Jawab Sistem pada kasus daat diwakili dengan: Konstanta pada pengangkut k b adalah Konstanta pada kabel k c adalah Konstanta pegas totalnya Sehingga besar frekuensi alaminya

TERIMA KASIH