Getaran Harmonis Sederhana

Konsep: TRIK GHS: Selalu ingat F = -k.x. Jawaban benar: A. Tips: TRIK GHS: Selalu ingat F = -k.x. Tiga ciri wajib GHS: (1) ada titik setimbang, (2) gaya pemulih sebanding x, (3) arah gaya selalu ke setimbang. Pegas dan bandul (sudut kecil) keduanya GHS. Rincian jawaban A: Sebanding dengan simpangan dan selalu mengarah ke titik setimbang

Konsep: Frekuensi (f) dan periode (T) adalah kebalikan satu sama lain: f = 1/T dan T = 1/f. Frekuensi menyatakan jumlah getaran per detik (satuan Hz), sedangkan periode menyatakan waktu untuk satu getaran penuh (satuan sekon). Jawaban benar: D -- Opsi D benar karena f = 1/T = 1/0,5 = 2 Hz. Dalam 1 sekon, benda melakukan 2 getaran penuh jika periodenya 0,5 sekon. Tips: Ingat: f dan T adalah KEBALIKAN -- kalau T < 1 s maka f > 1 Hz; di sini T = 0,5 s (kurang dari 1) jadi f = 2 Hz (lebih dari 1). Logika ini mencegah jawaban terbalik.

Konsep: Dalam rumus T = 2π√(m/k), konstanta k berada di bawah tanda akar sebagai penyebut. Jika k diperbesar n kali, T berkurang sebesar faktor √n (bukan n) karena ada operasi akar kuadrat. Jawaban benar: A -- Opsi A benar karena k → 4k mengubah T menjadi $T_{\text{baru}}$ = 2π√(m/4k) = (1/√4) × 2π√(m/k) = (1/2)T. Jadi periode menjadi 1/2 kali semula. Tips: Rumus scaling: faktor perubahan T = √(faktor perubahan m/k). Jika k naik 4x → faktor T = 1/√4 = 1/2. Selalu ambil akar dari faktor perubahannya.

Konsep: Dalam rumus T = 2π√(L/g), panjang tali L berada di pembilang dalam tanda akar. Jika L diperbesar n kali, T bertambah sebesar faktor √n karena operasi akar kuadrat -- bukan n secara langsung. Jawaban benar: B -- Opsi B benar karena L → 4L menghasilkan $T_{\text{baru}}$ = 2π√(4L/g) = √4 × 2π√(L/g) = 2T. Periode menjadi 2 kali semula. Tips: Kunci: T ∝ √L. Kalau L naik 4x, ambil akar dari 4 → T naik 2x. Kalau L naik 9x → T naik 3x. Selalu akarkan faktor perubahannya.

Konsep: Di titik setimbang (x = 0), gaya pemulih F = -kx = 0 sehingga percepatan a = 0, sedangkan semua energi mekanik berbentuk energi kinetik sehingga kecepatan mencapai maksimum. Keduanya terjadi secara bersamaan di titik yang sama. Jawaban benar: C -- Opsi C benar karena di x = 0: percepatan a = -ω²x = -ω²(0) = 0 (nol), dan energi potensial Ep = 0 sehingga seluruh energi mekanik menjadi energi kinetik, memberikan kecepatan maksimum $v_{\text{max}}$ = Aω. Tips: Ingat pasangan berlawanan: $v_{\text{max}}$ di tengah (x=0), v=0 di ujung (x=±A); a=0 di tengah, $a_{\text{max}}$ di ujung. Kecepatan dan percepatan selalu berlawanan posisi ekstremnya.