Pengertian Getaran
Getaran adalah gerakan bolak-balik dalam suatu interval waktu tertentu.
Getaran berhubungan dengan gerak osilasi benda dan gaya yang berhubungan
dengan gerak tersebut. Semua benda yang mempunyai massa dan elastisitas mampu
bergetar, jadi kebanyakan mesin dan struktur rekayasa (engineering) mengalami
getaran sampai derajat tertentu dan rancangannya biasanya memerlukan
pertimbangan sifat osilasinya.
Ada dua kelompok getaran yang umum yaitu :
(1). Getaran Bebas.
Getaran bebas terjadi jika sistem berosilasi karena bekerjanya gaya yang
ada dalam sistem itu sendiri (inherent), dan jika ada gaya luas yang bekerja. Sistem
yang bergetar bebas akan bergerak pada satu atau lebih frekuensi naturalnya, yang
merupakan sifat sistem dinamika yang dibentuk oleh distribusi massa dan
kekuatannya. Semua sistem yang memiliki massa dan elastisitas dapat mengalami
getaran bebas atau getaran yang terjadi tanpa rangsangan luar.
Gambar. 2.3 Sistem Pegas – massa dan diagram benda bebas
(2). Getaran Paksa.
Getaran paksa adalah getaran yang terjadi karena rangsangan gaya luar,
jika rangsangan tersebut berosilasi maka sistem dipaksa untuk bergetar pada
frekuensi rangsangan. Jika frekuensi rangsangan sama dengan salah satu frekuensi
natural sistem, maka akan didapat keadaan resonansi dan osilasi besar yang
berbahaya mungkin terjadi. Kerusakan pada struktur besar seperti jembatan, gedung
ataupun sayap pesawat terbang, merupakan kejadian menakutkan yang disebabkan
oleh resonansi. Jadi perhitungan frekuensi natural merupakan hal yang utama.
Gambar 2.4 Getaran paksa dengan peredam
2.1.3. Gerak Harmonik
Gambar 2.5 Rekaman Gerak Harmonik
Gerak osilasi dapat berulang secara teratur atau dapat juga tidak teratur, jika gerak itu
berulang dalam selang waktu yang sama maka gerak itu disebut gerak periodik. Waktu
pengulangan tersebut disebut perioda osilasi dan kebalikannya disebut frekuensi. Jika
gerak dinyatakan dalam fungsi waktu x (t), maka setiap gerak periodik harus memenuhi
hubungan (t) = x (t + τ).
Prinsip D’Alembert
Sebuah alternatif pendekatan untuk mendapatkan persamaan adalah penggunaan Prinsip
D’Alembert yang menyatakan bahwa sebuah sistem dapat dibuat dalam keadaan
keseimbangan dinamis dengan menambahkan sebuah gaya fiktif pada gaya-gaya luar
yang biasanya dikenal sebagai gaya inersia.
• Persamaan Differential Gerak
Model fisik dari getaran bebas tanpa redaman dapat dilihat pada gambar dibawah ini:
m
k
x
Gambar 2.1: Model Fisik Sistem
Getaran Bebas 1 DOF Tanpa Redaman
Dimana,
x adalah simpangan
m adalah massa
k adalah konstanta pegas
Untuk mendapatkan model matematika dari model fisik di atas yaitu dengan dilakukan
analisis diagram benda bebas (FBDA )
Gambar 2.2: Free Body Diagram Analysis
(FBDA) pada Getaran Bebas 1 DOF Tanpa
mx
k
m
k
x
m
x
Dimana,
kx adalah gaya pegas
mx adalah gaya inersial
Dengan menggunakan persamaan kestimbangan gaya arah vertikal dapat dinyatakan
model matematika dari sistem di atas adalah sebagai berikut:
kxxm =+ 0
Prinsip D’Alembert
Sebuah alternatif pendekatan untuk mendapatkan persamaan adalah penggunaan Prinsip
D’Alembert yang menyatakan bahwa sebuah sistem dapat dibuat dalam keadaan
keseimbangan dinamis dengan me
To download this File Open Bellow Link:
