Apa yang dimaksud dengan periode dan frekuensi ayunan

R. Hurt/Caltech-JPL

Salah satu peristiwa gelombang adalah pada gravitasi, suatu benda bermassa dapat menghasilkan gelombang gravitasi.

RADARSEMARANG.ID, PERKEMBANGAN sains yang diikuti berkembangnya arus informasi komunikasi dan teknologi membawa dampak di Indonesia khususnya dibidang Pendidikan . Pendidikan di Indonesia merasa terus memperbaiki mutu Pendidikan, supaya tidak tertinggal jauh dengan luar negeri.

Salah satu upaya agar siswa dalam menerima materi pelajaran agar mudah dipahami maka banyak metode mengajar yang diterapkan. Misalnya tentang frekuensi dan periode pada bab getaran dalam menyelesaikan soal gambar dua setengah gelombang transfersal, waktu yang tertera lima detik banyak siswa yang kesulitan mencari frekuensi gelombang seperti yang dialami siswa SMP 3 Kendal kelas 8 C.

Dalam Kurikulum Tiga belas pada mata pelajaran IPA khususnya materi-getaran dan gelombang pada Kompetensi Dasar 3.11 yaitu menganalisis konsep getaran dan gelombang dan bunyi dalam kehidupan sehari-hari termasuk sistem pendengaran manusia dan sistem sonar pada hewan dan Kompetensi Dasar 3.12 yang isinya menyajikan hasil percobaan tentang getaran, gelombang dan bunyi. Roestiyah (2012:80) dalam bukunya Strategi Belajar Mengajar. Jakarta: Rineka Cipta mengungkapkan yang dimaksud eksperimen adalah salah satu cara mengajar, di mana siswa melakukan suatu percobaan tentang sesuatu hal, mengamati prosesnya serta menuliskan hasil percobaannya, kemudian hasil pengamatannya itu disampaikan ke kelas dan dievaluasi oleh guru.

Maka dengan mencoba yaitu melakukan percobaan salah satu solusi yang akan saya terapkan dalam proses pembelajaran, karena metode ini merupakan cara pembelajaran yang melibatkan peserta didik ikut aktif dalam proses belajar mengajar.

Untuk menghitung frekuensi dan periode ini prasarat pengetahuan siswa adalah getaran yaitu gerak bolak-balik pada benda. Contoh benda melakukan getaran dalam kehidupan sehari-hari diantaranya ayunan atau bandul sedehana dan gerak jalan di tempat. Ada dua tempat dalam melakukan percobaan, untuk ayunan di dalam laboratorium dan jalan di tempat di luar laboratorium atau di lapangan.

Untuk melakukan percobaan dibuatlah kelompok-kelompok, dalam satu kelas ada delapan kelompok. Setiap kelompok maksimal ada empat siswa. Masing-masing kelompok diberi lembar kerja siswa. Sebelum melakukan praktek, diberi informasi oleh guru pengertian tentang satu ayunan atau satu getaran adalah satu gerak bolak-balik.

Langkah – langkah melakukan percobaan sesuai lembar kerja siswa adalah sebagai berikut :
Di dalam Laboratorium : Pertama, menyiapkan bahan stop watch dan alat bandul sederhana yang sudah di sediakan oleh laboratorium. Kedua, masing-masing kelompok menggerakan bandul 10 ayunan lalu dicatat waktunya. Ketiga, dilakukan tiga kali percobaan dengan jumlah ayunan yang berbeda-beda misalnya 15 ayunan dan 20 ayunan. Keempat, semua kelompok melakukan perhitungan, banyaknya ayunan atau getaran dibagi waktu itulah angka frekuensi. Kesimpulannya frekuensi adalah jumlah getaran dalam satu detik. Dan kebalikan dari frekuensi itu adalah periode, yaitu banyaknya waktu dibagi banyaknya ayunan dan disimpulkan periode adalah jumlah waktu dalam satu getaran.

Di luar Laboratorium atau di lapangan : Pertama, salah satu anggota kelompok memperagakan gerak jalan di tempat yaitu kaki yang bergerak bolak-balik adalah getaran. Kedua, masing-masing kelompok melakukan 10 getaran lalu dicatat waktunya. Menghitungnya salah satu kaki saja, misalnya kaki kiri berarti acuannya kaki kiri terus. Ketiga, dilakukan tiga kali percobaan dengan jumlah getaran yang berbeda-beda misalnya 15 getaran dan 20 getaran. Keempat, semua kelompok melakukan perhitungan seperti pada percobaan di dalam laborat yaitu banyaknya getaran dibagi waktu sehingga didapatkan frekuensi. Dan kebalikan dari frekuensi itu adalah periode. (ikd1/zal)

Guru SMPN 3 Kendal

Dalam kehidupan sehari-hari, banyak peristiwa dan contoh benda yang bergerak secara berulang-ulang dan terjadi secara terus menerus. Sebuat saja senar gitar yang dipetik cepat maupun angklung yang digoyangkan. Hal tersebut berhubungan langsung dengan frekuensi dan periode dalam gerak harmonik sederhana. Namun, apakah kalian tahu apa pengertian dari frekuensi dan periode dalam ilmu fisika?

Periode di dalam gerak harmonik sederhana merupakan waktu yang dibutuhkan untuk melakukan satu kali getaran. Sedangkan, untuk frekuensi merupakan banyaknya getaran yang dilakukan oleh benda per detik, dimana satuan frekuensi adalah Hertz atau Hz.

Jika dituliskan secara matematis, maka periode dapat dirumuskan dengan T = t/n , dimana T adalah periode (s), t adalah lamanya bergetar, dan n adalah banyaknya getaran. Untuk frekuensi secara matematis bisa dirumuskan dengan f = n/t , sedangkan hubungan antara periode dan frekuensi dalam rumus matematisnya adalah f = I/T.

(Baca juga: Pipa Organa Dalam Ilmu Fisika)

Periode dan Frekuensi Pada Bandul

Persamaan frekuensi yang diperoleh merupakan gabungan gerak harmonik sederhana dengan gerak melingkar beraturan. Sedangkan periode merupakan kebalikan dari frekuensi. Frekuensi gerak harmonik sederhana pada bandul secara matematis bisa dirumuskan sebagai berikut :

Periode gerak harmonik pada bandul merupakan kebalikan dari frekuensinya, yaitu sebagai berikut.

dengan L sebagai panjang tali (m) dan g yaitu percepatan gravitasi  (m/s2)

Periode dan Frekuensi Pada Pegas

Periode dan frekuensi pada pegas dapat dihitung dengan menyamakan gaya pemulih dengan gaya sentripetal. Frekuensi pada pegas ditentukan dengan persamaan berikut:

Frekuensi merupakan kebalikan dari periode, sehingga periodenya sebagai berikut:

Contoh Soal :

Sebuah bandul yang massanya 0,5 kg digantung pada sebuah pegas dengan nilai tetapan 5000 N/m. frekuensi pada sistem pegas tersebut adalah?

Pembahasan :

m = 0,5 kg

k = 500 N/m

frekuensi pada sistem tersebut adalah :

Gerakan pada ayunan atau pegas dapat membentuk sebuah gerakan yang disebut sebagai gerak harmonik. Pengertian dari gerak harmonik sendiri adalah gerak bolak – balik benda melalui suatu titik keseimbangan tertentu. Dalam gerakan tersebut terdapat banyak getaran benda dalam setiap sekon yang selalu konstan. Contoh gerak harmonik biasa diberikan dalam gerakan pada ayunan bandul dan pegas. Hubungan antara banyak getaran dan waktu dinyatakan dalam rumus periode dan frekuensi pada ayunan dan pegas. Periode menyatakan waktu selama terjadi satu kali getaran. Sedangkan frekuensi menyatakan banyaknya getaran dalam satu sekon.

Satu getaran dinyatakan melalui gerakan 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. Rumus periode dan frekuensi dapat dinyatakan melalui persamaan yang menyatakan hubungan banyak getaran (n) dan lamanya waktu bergetar (t).

Selain persamaan di atas, rumus periode dan frekuensi pada ayunan bandul juga dapat dinyatakan melalui hubungan panjang tali dan gaya gravitasi. Sedangkan rumus periode dan frekuensi pada pegas juga dapat dinyatakan melalui hubungan konstanta pegas dan massa benda yang menggantung. Selanjutnya, bagaimana rumus periode dan frekuensi pada ayunan bandul dan pegas? Jawabannya dapat sobat idschool simak pada masing – masing bahasan di bawah.

Periode dan Frekuensi pada Ayunan Bandul

Sebuah bandul yang tergantung pada sebuah tali dapat melakukan gerak harmonik. Dari sana terdapat waktu yang dibutuhkan untuk melakukan getaran dan banyak getaran. Waktu dan banyaknya getaran dapat dihubungkan melalui sebuah persamana periode dan frekuensi. Bagaimanakah rumus periode dan frekuensi pada ayunan bandul?

Sebelumnya, perhatikan sebuah bandul yang diikat oleh sebuah tali. Misalkan pada sebuah ayunan bandul yang bergerak ke kanan dan ke kiri dengan lintasan A – B – C – D – E. Titik C merupakan titik setimbang. Satu getaran pada ayunan sederhana 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.

Periode dan frekuensi dari sebuah ayunan bandul sederhana bergantung pada panjang tali dan besar gravitasi. Semakin panjang tali yang digunakan, nilai periode (T) semakin besar dan frekuensi (f) semakin kecil. Nilai periode dan frekuensi saling berkebalikan. Rumus periode dan frekuensi pada ayunan bandul adalah sebagai berikut.

Baca Juga: Contoh – Contoh Soal Getaran dan Gelombang SMP

Periode dan Frekuensi pada Pegas Sederhana

Sebuah pegas digantung tanpa ada beban, kemudian ditarik sehingga meregang. Ketikan tarikan dilepaskan, pegas akan melakukan gerakan harmonik naik – turun. Gerakan yang dilakukan pegas akan menghasilkan waktu dan banyak getaran. Kemudian, waktu dan banyak getaran tersebut dapat dinyatakan melalui sebuah rumus.

Nilai periode dan frekuensi pegas juga dapat dinyatakan melalui hubungan besar konstanta pegas dan massa benda yang menggantung pada pegas. Bagaimanakah rumus periode dan frekuensi pada pegas?

Sebelumnya, ingat kembali satu getaran pada pegas. Misalkan sebuah pegas yang tergantung diberi massa m dan ditarik kemudian dilepaskan. Sistem pegas tersebut akan melakukan gerak harmonik naik – turun dengan lintasan P – Q – R. Titik P merupakan titik setimbang. Satu getaran pada pegas adalah gerakan dari posisi paling pendek, posisi terpanjang hingga memendek kembali. Lintasan pegas untuk satu getaran menjadi R – Q – P – R.

Pada pegas sederhana, nilai periode dan frekuensi dipengaruhi oleh dua faktor. Kedua faktor tersebut adalah konstanta pegas dan massa yang terdapat dalam sistem. Semakin berat massa yang tergantung maka akan membuat nilai periode (T) semakin besar, sebaliknya nilai frekuensi akan semakin kecil. Sedangkan semakin besar nilai konstanta pegas (k) akan membuat nilai periode (T) semakin kecil dan nilai frekuensi (f) semakin besar.

Rumus periode dan frekuensi pada pegas dinyatakan seperti persamaan berikut.

Demikianlah tadi ulasan materi rumus periode dan frekuensi pada ayunan dan pegas. Terimakasih sudah mengunjungi idschol(dot)net, semoga bermanfaat.

Baca Juga: Soal – Soal Getaran dan Gelombang Tingkat SMP