Berbicara tentang frekuensi, apa yang terlintas di pikiran Anda? Meskipun dahulu materi ini pernah dipelajari di bangku sekolah, namun tak jarang ada yang belum memahami pengertian dan bagaimana cara menghitung frekuensi getaran.
Contoh sederhananya dalam keseharian adalah bandul pada jam dinding, jika diperhatikan bandul dapat bergerak secara bolak balik. Begitu pula dengan ayunan yang dapat bergerak maju mundur hingga perlahan berhenti. Selain itu frekuensi juga bisa dilihat pada benda lainnya, berikut penjelasannya.
Apa itu Getaran?
Getaran dalam Fisika merupakan istilah yang merujuk pada gerakan bolak-balik, yang merupakan goyangan cepat dan berulang. Syarat terjadinya suatu getaran adalah saat sebuah benda dalam kondisi diam ketika tidak menerima gaya gerak.
Jarak simpangan terjauh yang terjadi secara bolak-balik karena bergetar, hasilnya juga akan selalu sama apabila diukur dari titik tengah. Contoh dari getaran teratur adalah gerak pendulum atau bandul, getaran di ayunan, ponsel saat terjadi vibrasi, jendela saat terjadi petir, hingga senar gitar ketika dipetik.
Contoh Getaran
Getaran menjadi salah satu jenis gerak dimana mudah ditemui terlebih dalam kehidupan sehari-hari. Meskipun begitu, seluruh getaran memiliki ciri-ciri tersendiri. Contoh saat pegas diberi beban ringan lalu ditarik dan dilepaskan, maka pergerakannya akan bolak-balik tak jauh berbeda dengan pergerakan bandul.
Perhatikan jam atau stopwatch, hitung berapa lama waktu yang diperlukan pegas tersebut agar bisa bergetar terhitung dari saat dilepas tarikannya hingga benda tersebut benar-benar dalam kondisi diam. Waktu tersebut disebut dengan waktu getar dengan simbol “t”.
Lain halnya ketika Anda melakukan pengukuran waktu saat pegas melakukan gerakan atau getaran dari titik A hingga kembali ke titik semula, waktu tersebut disebut dengan periode dan diberi simbol “T”.
Apa Itu Frekuensi?
Frekuensi merupakan jumlah keseluruhan getaran yang dihasilkan dalam satu waktu, dan kerap digunakan untuk mengukur kecepatan getar pada gelombang cahaya, suara, serta sinyal elektronik. Frekuensi memiliki simbol huruf “f” dan diukur dalam Hertz (Hz).
Hertz digunakan untuk menyatakan seberapa banyak gelombang pada waktu satu detik, sehingga 1 Hertz = 1 gelombang atau 1 getaran per detik. Ketentuan tersebut diperuntukkan ketika ingin mengukur berbagai gelombang periodik.
Sementara yang dimaksud dengan periodik adalah waktu yang diperlukan agar bisa melakukan satu getaran sempurna pada gelombang listrik. Karena frekuensi erat kaitannya dengan getaran serta gelombang, maka tak heran jika tertuang pula pada beragam benda yang kerap digunakan dalam keseharian, seperti radio, televisi, ponsel, dan lain-lain.
Sedangkan alat pengukur frekuensi yang lebih tinggi adalah Frequency Counter, merupakan alat untuk mengukur frekuensi yang terjadi berulang dan dapat menampilkan hasilnya di layar digital. Alat satu ini memanfaatkan logika digital guna menghitung periode satuan detik.
Cara Menghitung Frekuensi Getaran
Getaran merupakan pergerakan bolak-balik yang ada pada suatu benda, sehingga frekuensi menjadi suatu pengukuran yang digunakan guna melihat seberapa sering benda tersebut bergetar.
Untuk dapat menghitung getaran terdapat rumusnya tersendiri. Kembali ke contoh getaran di atas, apabila dalam percobaan pegas tersebut akan menghitung berapa banyak getaran “n” hingga getarnya berhenti pada waktu getarnya “t”, maka akan mendapatkan nilai frekuensi.
f = jumlah getaran simbol “n” / waktu getar simbol “t”
Ketika menghitung frekuensi, harus mengetahui waktu atau periode dalam satuan detik. Sehingga cara menghitung getaran adalah seperti berikut.
f = 1 / T
Simbol “T” merupakan periode atau waktu dalam satuan detik (sec) yang digunakan untuk melakukan satu getaran.
Contoh Soal
Agar tak bingung, simak contoh soal serta pembahasannya berikut.
Soal :
Apabila sebuah bandul melakukan 10 getaran dalam waktu 2 detik, berapa frekuensi getaran dari bandul tersebut?
Jawaban :
f = 1 / 2
= 0,5 Hz
Sehingga jawabannya adalah sebesar 0,5 Hz.
Soal :
Waktu yang diperlukan guna menghasilkan sebuah siklus gelombang listrik sebesar 0,004 detik, lalu berapa frekuensinya?
Jawaban :
f = 1 / 0,004
= 250 Hz
Sehingga jawabannya adalah sebesar 250 Hz.
Apa Itu Periode?
Beralih ke periode, yang merupakan lamanya waktu yang diperlukan guna melakukan satu gelombang atau getaran. Satu getaran yang dimaksud adalah gerakan benda satu kali bolak-balik agar bisa kembali ke tempat semula. Simbol dari periode sendiri adalah “T” dengan satuan sekon “s” atau detik.
Periode erat kaitannya dengan frekuensi getar. Semakin kecil periode maka semakin besar frekuensi yang akan dihasilkan, begitu pula sebaliknya. Sehingga dapat disimpulkan jika periode dan frekuensi merupakan dua hal saling berkebalikan satu sama lain.
Perhatikan gambar bandul berikut. Pada contoh gambar bandul tersebut, apabila getaran dimulai dari titik B maka nantinya satu getaran penuh dihitung dari titik B ke C, ke titik B, ke A, lalu ke titik B kembali.
Cara Menghitung Periode Getaran
Setelah memahami pengertiannya, selanjutnya perhatikan bagaimana cara mencari periode getaran berikut. Seperti dijelaskan sebelumnya simbolnya adalah “T”, lalu untuk mencari periode diperlukan waktu serta jumlah getar. Sehingga didapatkan rumus sebagai berikut.
T = t / n
Simbol “t” merupakan waktu yang dibutuhkan oleh “n”, sementara simbol “n” adalah jumlah getar.
Selain itu menghitung jumlah periode getar juga bisa dihitung menggunakan frekuensi, namun dalam catatan jika frekuensi pada getaran telah diketahui. Berikut rumusnya.
T = 1 / f
Sehingga hubungan antara frekuensi serta periode bisa dinyatakan dengan persamaan rumus berikut :
f = 1 / T atau T = 1 / f
Contoh Soal
Agar semakin mengasah pemahaman Anda, simak contoh soal di bawah ini.
Soal :
Suatu benda bergerak dalam jarak waktu 60 detik lalu membuat getaran 6000 kali, sehingga berapa periode dari getaran benda tersebut?
Jawaban :
T = t / n
= 60 / 6000
= 0,01 detik.
Soal :
Frekuensi dari listrik bolak balik adalah 50 Hz. Lalu berapa waktu yang dibutuhkan agar bisa menghasilkan 1 siklus gelombang listrik?
Jawaban :
T = 1 / f
= 1 / 50
= 0,01 detik.
Apa Itu Amplitudo?
Amplitudo juga erat kaitannya dengan periode serta frekuensi, dimana merupakan simpangan atau jarak terjauh dari titik keseimbangan. Untuk simbolnya adalah “A”, serta satuannya adalah desibel “dB”.
Amplitudo bisa menentukan keras lembutnya bunyi, serta dapat digunakan untuk mengidentifikasi jenis bunyi yang didengar apakah berasal dari piano, gitar, dan lain sebagainya. Semakin besar energi dari sumber getar, maka akan semakin kuat pula bunyi yang akan didengar. Sehingga kuat lembutnya bunyi bergantung dari besar kecilnya amplitudo gelombang.
Cara menghitung frekuensi dan periode getar di atas mudah dilakukan jika mengetahui rumus-rumusnya. Sehingga dapat disimpulkan jika frekuensi merupakan hal yang berkaitan dengan jumlah getaran dimana dapat dihasilkan dalam satu detik. Selain itu kedua hal tersebut juga saling berkebalikan satu sama lain.