Simpangan, Kecepatan, dan Energi pada Getaran Harmonis Sederhana

Posisi, kecepatan, dan energi benda yang bergetar harmonis berubah terus-menerus mengikuti fungsi sinusoidal.

1. Simpangan Getaran

y = A sin(ωt)

A = amplitudo (simpangan maksimum), ω = kecepatan sudut = 2π/T

2. Kecepatan Getaran

v = Aω cos(ωt)

Kecepatan maksimum: v_maks = Aω, terjadi saat benda melewati titik keseimbangan.

3. Percepatan Getaran

a = -Aω² sin(ωt) = -ω²y

Percepatan maksimum terjadi di titik simpangan terjauh (amplitudo).

4. Energi pada GHS

Energi potensial: E_p = ½ky²

Energi kinetik: E_k = ½mv²

Energi total (mekanik): E = ½kA² (konstan, kekal)

5. Contoh Soal

Pegas dengan k=100 N/m bergetar dengan amplitudo 0,1 m. Tentukan energi total getarannya.

E = ½(100)(0,1)² = ½(100)(0,01) = 0,5 Joule

6. Pertukaran Energi

Di titik keseimbangan: energi kinetik maksimum, energi potensial nol. Di titik simpangan terjauh: energi potensial maksimum, energi kinetik nol. Energi total selalu tetap (kekal).

Pemahaman ini melengkapi analisis GHS secara menyeluruh, dari periode sampai kekekalan energinya.