Apa Itu osilasi dan bagaimana osilasi itu terjadi? Pertanyaan-pertanyaan itu mungkin yang muncul di kepala Anda saat ini. Oleh sebab itu, artikel ini akan membantu Anda untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan tentang osilasi. Singkatnya, osilasi adalah sebuah fenomena dimana terjadi perubahan gerak dari sesuatu atau bentuk perubahan bolak-balik.
Pengertian Osilasi
Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI) osilasi adalah goyangan atau gerakan, atau setiap peristiwa yang berubah secara bolak balik atau berkala antara dua sisi. Selain itu osilasi juga dapat diartikan sebagai gerakan bolak balik di antara titik kesetimbangan, titik kesetimbangan yang dimaksud adalah titik pada saat benda berada di posisi diam atau posisi ideal dari benda tersebut yang dimaksud titik kesetimbangan.
Osilasi sering disebut juga sebagai vibrasi atau getaran, walaupun sebenarnya getaran disini lebih mengarah kepada salah satu jenis dari osilasi yaitu osilasi mekanis. Osilasi dalam pengukuran listrik juga memiliki istilah lain yaitu gangguan atau flicker, maksudnya adalah ketika sebuah rangkaian listrik terjadi osilasi maka akan terjadi perubahan gelombang menjadi cacat atau rusak.
Contoh osilasi paling sederhana dalam kehidupan sehari- hari adalah ayunan dari bandul. Ketika bandul digerakkan, maka akan terjadi proses ayunan dari kanan ke kiri dan melewatkan titik kesetimbangan. Proses ayunan yang bergerak sekali akan menghasilkan jarak yang berbeda di setiap gerakanya dan seiring berjalanya waktu ayunan akan mencapai posisi titik diam atau titik kesetimbangan.
Hal ini terjadi karena adanya gaya gesek antara bandul dengan udara sehingga kecepatan ayunan menjadi berkurang serta adanya gaya gravitasi yang membuat ayunan bergerak mengikuti gaya tarik gravitasi sampai akhirnya ayunan berada pada titik setimbang.
Gambar di atas adalah dua contoh peristiwa osilasi. Gambar gelombang berwarna biru adalah peristiwa osilasi yang terjadi secara terus menerus dan berkala, sedangkan untuk gelombang warna orange adalah peristiwa osilasi yang mempunyai peredam. Osilasi yang mempunyai peredam adalah osilasi yang akan kembali dalam posisi semula atau posisi titik kesetimbangan.
Jenis Osilasi
Osilasi tak hanya dapat terjadi pada sistem fisik, tetapi bisa juga terjadi pada sistem biologi, atau bahkan dalam masyarakat. Jenis osilasi terbagi menjadi 2, yaitu:
- Osilasi Harmonis Sederhana
- Osilasi Harmonis Kompleks
Sifat Osilasi
Peristiwa osilasi dapat terjadi karena dihasilkan dari dua sifat yang berpadu dengan besaran fisika, yakni gaya pulih dan inersia.
- Gaya pulih selalu menginginkan gangguan ѱ kembali menjadi nol.
- Inersia selalu melawan setiap perubahan gangguan terhadap waktu, dѱ/dt.
Rumus Osilasi
Sebelum membahas rumus osilasi perlu Anda perhatikan proses terjadinya osilasi pada gambar diatas. Ketika Anda meletakan sebuah benda berat di ujung pegas dan pada saat bersamaan ujung pegas ditarik sejauh titik A lalu dilepas, maka apa yang kira-kira akan terjadi?
Setelah benda ditarik sampai ke ujung A pastinya benda akan bergerak melewati titik O lalu setelahnya akan sampai pada titik -A. setelah dari titik -A benda akan berbalik melewati titik O dan kemudian sampai ke titik A lagi. Jarak yang dilewati sejauh titik A disebut dengan amplitudo atau simpangan maksimum dari benda pegas, dan titik O adalah titik kesetimbangan. Jika pegas menggunakan landasan dan masa yang permukaanya licin, maka benda tersebut akan terus bergerak tanpa berhenti. Peristiwa yang terjadi pada pegas ini dapat dikatakan sebagai osilasi.
1. Hubungan Periode dengan Frekuensi
Periode yang mempunyai simbol (T) adalah waktu yang dibutuhkan massa saat melakukan satu osilasi, dan frekuensi yang mempunyai simbol internasional (f) adalah jumlah osilasi dalam setiap detik. Rumus hubungan dari periode dengan frekuensi adalah sebagai berikut:
f = 1/T
Satu osilasi terhitung sebagai gerakan dari titik awal kemudian melewati titik kesetimbangan sampai menuju simpangan maksimum pada ujung lain dan kemudian akan kembali lagi melewati titik kesetimbangan sampai ke titik awal.
2. Hubungan Frekuensi dengan Frekuensi Sudut dalam Osilasi
Hubungan frekuensi dengan frekuensi sudut dalam osilasi adalah sebagai berikut:
ω = 2 π f
Fungsi ini dapat berupa fungsi sinus atau pun cosinus, tergantung dengan dimana masa saat posisi t = 0. Contohnya terdapat pada gambar dibawah ini:
Pada gambar di atas Anda dapat melihat bahwa pegas dalam keadaan diam dengan posisi awal simpangan pegas pada titik o, kemudian diberi gaya sesaat sehingga pegas tertekan sejauh X cm. karena keadaan ini maka fungsi yang digunakan adalah sinus. Namun seandainya keadaan awal simpangan pegas berada di titik X cm, maka Anda harus menggunakan rumus cosinus.
Contoh Soal Tentang Osilasi
Berikut adalah beberapa contoh soal mengenai osilasi.
1. Sebuah mobil memiliki massa 1800 kg dan kemudian mobil tersebut ditumpangi oleh 3 orang dengan massa total 200 kg. Mobil ini ditopang oleh 4 buah pegas yang mempunyai tetapan gaya sebesar 18.000 N/m dan kemudian melewati sebuah lubang di tengah-tengah jalan, maka hitunglah frekuensi getaran pegas mobil dan waktu yang diperlukan untuk menempuh dua getaran?
Diketahui:
- Masa mobil = 1.800 kg
- Masa penumpang = 200 kg
- Konstanta (k) = 1.800 N/m
Ditanya:
- Frekuensi (f)…..?
- Waktu menempuh dua getaran (t)…..?
Jawab:
- Pertama-tama kita menghitung massa total, dengan rumus:
- massa total = massa mobil + massa penumpang = 1.800 + 200 = 2.000 kg
- Asumsikan bahwa berat total mobil terbagi merata pada empat pegas, sehingga tiap pegasnya akan mendapatkan beban:
- m = Massa total / Jumlah pegas = 2000 / 4 =500 kg
a. Menghitung frekuensi getaran pegas mobil menggunakan persamaan berikut:
b. Menghitung periode waktu satu getaran
c. Waktu yang diperlukan untuk menempuh dua getaran
Nah, bagaimana hasil perhitungan yang Anda lakukan? Apakah jawabanya sudah cocok dan benar sesuai dengan kunci jawaban diatas? Jika sudah benar, selamat Anda sudah menguasai materi pembelajaran ini. Demikian penjelasan singkat terkait pengertian osilasi, jenis, sifat, rumus, dan contoh soalnya. Semoga penjelasan singkat ini dapat bermanfaat dan memberikan pandangan baru untuk Anda.