Perbedaan Antara Gerak Harmonik Sederhana dan Gerak Berkala

Simple Harmonic Motion vs Motion Periodic

Gerakan periodik dan gerak harmonik sederhana adalah dua jenis gerakan yang sangat penting dalam studi fisika. Gerakan harmonik sederhana adalah model yang baik untuk memahami gerakan periodik yang kompleks. Artikel ini akan menjelaskan apa itu gerak periodik dan gerak harmonik sederhana, penerapannya, persamaannya, dan akhirnya perbedaannya.

Gerak Berkala

Gerakan periodik dapat dianggap sebagai gerakan apa pun yang berulang dalam periode waktu tertentu. Planet yang berputar mengelilingi matahari adalah gerakan periodik. Sebuah satelit yang mengorbit di sekitar bumi adalah gerakan periodik, bahkan gerakan set bola keseimbangan adalah gerakan periodik. Sebagian besar gerakan periodik yang kita temui berbentuk lingkaran atau setengah lingkaran. Gerakan periodik memiliki frekuensi. Frekuensi berarti seberapa sering peristiwa itu terjadi. Untuk kesederhanaan, kami mengambil frekuensi sebagai kejadian per detik. Gerakan periodik bisa seragam atau tidak seragam. Gerakan periodik yang seragam dapat memiliki kecepatan sudut yang seragam. Fungsi seperti modulasi amplitudo dapat memiliki periode ganda. Mereka adalah fungsi periodik yang dienkapsulasi dalam fungsi periodik lainnya. Kebalikan dari frekuensi gerakan periodik memberikan waktu untuk suatu periode. Gerakan harmonik sederhana dan gerakan harmonik teredam juga merupakan gerakan periodik.

Gerakan Harmonik Sederhana

Gerakan harmonik sederhana didefinisikan sebagai gerakan yang mengambil bentuk a = - (ω²) x, di mana "a" adalah akselerasi dan "x" adalah perpindahan dari titik ekuilibrium. Istilah ω adalah konstanta. Gerakan harmonik sederhana membutuhkan gaya pemulihan. Gaya pemulihan dapat berupa pegas, gaya gravitasi, gaya magnet, atau gaya listrik. Osilasi harmonik sederhana tidak akan memancarkan energi apa pun. Energi mekanik total dari sistem dilestarikan. Jika konservasi tidak berlaku, sistem akan menjadi sistem harmonik teredam. Ada banyak aplikasi penting dari osilasi harmonik sederhana. Jam pendulum adalah salah satu sistem harmonik sederhana terbaik yang ada. Dapat ditunjukkan bahwa periode osilasi tidak tergantung pada massa pendulum. Jika faktor-faktor eksternal seperti hambatan udara mempengaruhi gerakan, pada akhirnya akan menjadi lembab dan akan berhenti. Situasi kehidupan nyata selalu merupakan osilasi teredam. Sistem massa pegas juga merupakan contoh yang baik untuk osilasi harmonik sederhana. Gaya yang diciptakan oleh elastisitas pegas bertindak sebagai gaya pemulih dalam skenario ini. Gerakan harmonik sederhana juga dapat diambil sebagai proyeksi dari gerakan melingkar dengan kecepatan sudut konstan. Pada titik ekuilibrium, energi kinetik sistem menjadi maksimum, dan pada titik balik, energi potensial menjadi maksimum dan energi kinetik menjadi nol.