Osilasi paksa

Sebelumnya sudah dijelaskan mengenai osilasi teredam. Kali ini kita akan mempelajari osilasi paksa. Namanya aneh-aneh ya Btw, penjelasan mengenai osilasi paksa tidak sangat mendetail. Hanya dijelaskan secara singkat apa yang dimaksudkan dengan osilasi paksa. Konsep osilasi paksa berkaitan dengan resonansi yang akan dibahas, karenanya alangkah tidak baiknya jika dirimu berkenalan terlebih dahulu dengan osilasi paksa.

Pernah bermain ayunan ? Wah, jadi ingat permainan masa kecil… Agar kita bisa berayun ria di atas ayunan maka ayunan dan penunggangnya harus didorong terlebih dahulu. Masa ayunan bergerak sendiri Jika ayunan hanya didorong sekali lalu dibiarkan maka ayunan akan berayun ke depan dan ke belakang, ke depan lagi lalu ke belakang lagi… he2..  Istilah kerennya, ayunan tersebut berosilasi. Ayunan tersebut berosilasi dengan frekuensi alaminya… Yang dimaksudkan dengan frekuensi alami adalah frekuensi osilasi di mana tidak ada redaman maupun gaya luar yang bekerja pada sistem yang berosilasi.  Untuk kasus ini, sistem yang berosilasi adalah ayunan.

Frekuensi alami ayunan dinyatakan melalui persamaan :

Ini adalah persamaan frekuensi pendulum sederhana yang sudah diturunkan dalam pokok bahasan pendulum sederhana. Persamaan ini bisa ditulis dalam bentuk frekuensi sudut :

 keterangan :

Apabila ayunan hanya didorong sekali saja dan tidak didorong lagi maka suatu saat ayunan akan berhenti bergerak. Agar selalu bergerak maka ayunan harus selalu didorong… terdapat dua situasi yang berbeda jika ayunan didorong lagi.

Ketika ayunan tersebut didorong lagi (baik ketika frekuensi dorongan sama dengan frekuensi alami ayunan maupun ketika frekuensi dorongan tidak sama dengan frekuensi alami ayunan), maka ayunan tersebut dikatakan mengalami osilasi paksa. Disebut osilasi paksa karena ketika ayunan berosilasi dengan frekuensi alaminya, ada gaya luar yang memaksa ayunan untuk berosilasi…

 

Contoh lain… misalnya dirimu memegang sebuah pegas lalu mendorong pegas tersebut sehingga pegas berayun atau berosilasi, seperti tampak pada gambar di samping. Perhatikan bahwa pegas sedang berosilasi dengan frekuensi alaminya…

Frekuensi alami osilasi sistem pegas-benda  dinyatakan melalui persamaan :

Ini adalah persamaan frekuensi gerak harmonik sederhana yang sudah diturunkan dalam pokok bahasan gerak harmonik sederhana. Pesamaan ini bisa ditulis dalam bentuk frekuensi sudut :

keterangan :

Apabila ketika pegas berosilasi dengan frekuensi alaminya, pegas tersebut didorong lagi maka sistem-pegas benda tersebut mengalami osilasi paksa. Disebut osilasi paksa karena ketika sistem pegas-benda berosilasi dengan frekuensi alaminya, ada gaya luar yang memaksa sistem pegas-benda untuk berosilasi…

Sekian ya.. selengkapnya akan dibahas dalam postingan mengenai resonansi. Punya contoh lain ? masukkan melalui kolom komentar ya…  Persamaan osilasi paksa belum bisa diturunkan sekarang (lihat komentar).

Sumber animasi

Referensi :
Giancoli, Douglas C., 2001, Fisika Jilid I (terjemahan), Jakarta : Penerbit Erlangga
Halliday dan Resnick, 1991, Fisika Jilid I (Terjemahan) Jakarta : Penerbit Erlangga
Tipler, P.A.,1998, Fisika untuk Sains dan Teknik-Jilid I (terjemahan), Jakarta : Penebit Erlangga
Young, Hugh D. & Freedman, Roger A., 2002, Fisika Universitas (terjemahan), Jakarta : Penerbit Erlangga