Apa di maksud dengan getaran

Getaran mesin adalah pergerakan bagian mesin maju dan mundur (depan belakang) dari keadaan diam / netral (F = 0). Contoh sederhana untuk menunjukkan getaran adalah pegas. Pegas tidak akan bergerak / bergetar sampai tidak ada gaya yang diterapkan padanya. Setelah gaya tarik (F) dilepaskan, pegas bergetar, bergerak bolak-balik di sekitar posisi netral.

1. Karakteristik Getaran
Mengacu pada pergerakan pegas, kita dapat mempelajari karakteristik getaran dengan memetakan pergerakan pegas sebagai fungsi waktu.

• Frekuensi Getaran
• Perpindahan Getaran. (Vibration Displacement)
• Kecepatan Getaran (Vibration Velocity)
• Percepatan Getaran (Vibration Acceleration)
• Phase Getaran

Mengacu pada pergerakan pegas, kita dapat mempelajari karakteristik getaran dengan memetakan pergerakan pegas sebagai fungsi waktu. Pindahkan bandul pegas dari posisi netral ke batas atas, kembali ke posisi netral dan lanjutkan ke batas bawah, lalu kembali ke posisi netral, yang disebut siklus getaran (satu periode).

• Frekuensi Getaran
  Gerakan atau getaran berkala selalu terkait dengan frekuensi yang menunjukkan jumlah gerakan bolak-balik (satu siklus lengkap) per unit waktu. Hubungan antara frekuensi dan periode getaran dapat dinyatakan dengan rumus sederhana: frekuensi = 1 / periode. Frekuensi getaran biasanya dinyatakan sebagai jumlah siklus getaran yang terjadi setiap menit (CPM = Siklus per menit). Misalnya, mesin bergetar 60 kali (siklus, dalam 1 menit frekuensi getaran motor adalah 60 CPM, frekuensi juga dapat dinyatakan dalam CPS (siklus per detik) atau dalam Hertz dan rotasi dinyatakan dalam putaran per putaran). menit (rpm).
• Perpindahan Getaran (Vibration Displacement) Jarak yang ditempuh dari satu puncak (A) ke puncak lainnya (C) disebut perpindahan dari satu puncak ke puncak lainnya. Perpindahan biasanya dinyatakan dalam satuan mikron (μm) atau mil. – 1 μm 0.001 mm

  – 1 mils 0.001 inch

• Kecepatan Getaran ( Vibration Velocity )
  Karena getaran adalah gerakan, ia harus memiliki kecepatan. Dalam gerak periodik (getaran) seperti pada Gambar 2.2; kecepatan maksimum terjadi pada titik B (posisi netral), sedangkan kecepatan minimum (= O) adalah pada titik A dan C. Kecepatan getaran ini biasanya dinyatakan dalam mm / det (puncak). Karena kecepatan ini selalu berubah secara sinusoidal, mm / detik (nilai rms) sering digunakan. Nilai puncak = 1,414 x nilai rms. Kadang-kadang juga digunakan dalam satuan inci / detik (puncak) atau inci / detik (rms). 1 inci = 25,4 mm.
• Percepatan Getaran ( Acceleration )
  Akselerasi adalah fitur getaran penting lainnya. Pada Gambar 1.2, pada titik A atau C, kecepatan getaran adalah nol tetapi di bagian ini, akselerasi akan maksimum. Pada titik B (netral), akselerasi getaran adalah nol. Secara teknis, akselerasi adalah laju perubahan kecepatan. Akselerasi getaran biasanya dinyatakan dalam satuan puncak gs, di mana g adalah akselerasi yang disebabkan oleh gaya gravitasi di permukaan bumi. Menurut perjanjian internasional, satuan gravitasi di permukaan bumi adalah 980.665 cm / det2 (386.087inc / det2 atau 32.1739 ft / 40).
• Phase Getaran
  Pengukuran phase getaran memberikan informasi untuk menentukan bagaimana suatu bagian bergetar relatif terhadap bagian yang lain, atau untuk menentukan posisi suatu bagian yang bergetar pada suatu saat, terhadap suatu referensi atau terhadap bagian lain yang bergetar dengan frekuensi yang sama.
  Beberapa contoh pengukuran phase :

Dua bandul pada Gambar 2.4 bergetar dengan frekuensi dan displacement yang sama, bandul A berada pada posisi batas atas dan bandul B pada waktu yang sama berada pada batas bawah. Kita dapat menggunakan phase untuk menyatakan perbandingan tersebut. Dengan memetakan gerakan kedua bandul tersebut pada satu siklus penuh, kita dapat melihat bahwa titik puncak displacement kedua bandul tersebut terpisah dengan sudut 180 (satu siklus penuh = 360 ). Oleh karena itu kita dapat mengatakan bahwa kedua bandul tersebut bergetar.dengan beda phase 180.

Pada gambar 2.5 bandul A berada pada posisi batas atas dan bandul B pada waktu yang sama berada pada posisi netral bergerak menuju ke batas bawah. Sehingga kita dapat mengatakan bahwa kedua bandul tersebut bergetar dengan beds phase 90.

Pada gambar 2.6 pada waktu yang sama kedua bandul A dan B berada pada batas atas. Oleh karena itu kita dapat mengatakan bahwa kedua bandul tersebut bergetar dengan sudut phase 0 atau se-phase.

• Spike Energy Pengukuran SPIKE ENERGI adalah karakteristik lain dari getaran tertentu. Besarnya energi puncak ini agak abstrak karena tidak dapat dijelaskan oleh gambar-gambar dari getaran pendulum. Pengukuran energi puncak adalah ukuran dari getaran frekuensi tinggi karena pulsa energi getaran. Kredit energi getaran yang terjadi pada mesin sebagai akibat dari: – Permukaan yang cacat dari element rolling beraring atau gear. – Rubs, impacts, dan tedadi kontak antara logam dengan logam di dalam mesin yang berputar. – Aliran steam dengan tekanan tinggi atau kebocoran udara

  – Kavitasi akibat aliran yang turbulen dalam fluids.

B. Satuan-satuan Pengukuran

Ada beberapa satuan-satuan yang digunakan dalam suatu pengukuran getaran .
Harga Peak-to-peak : adalah harga amplitudo dari gelombang sinusoida mulai dari batas atas sampai ke batas bawah. Pengukuran displacement suatu getaran biasanya menggunakan harga peak-to-peak dengan satuan mils atau mikron. Harga Peak : adalah harga peak-to-peak dibagi dua atau setengah dari harga peak-to-peak.

Harga RMS (root-means-square) : harga ini sering digunakan untuk mengklasifikasikan keparahan getaran dari suatu mesin. Harga RMS ini mengukur harga energi efektif yang dipakai untuk menghasilkan getaran pada suatu mesin. Untuk gerak sinusoidal harga RMS adalah 0.707 X peak. Sedangkan Harga Average dari suatu gelombang sinusoidal adalah 0.637 X harga peak.

CONVERSION FACTORS
APPLIES ONLY TO SINUSOIDAL WAVEFORM

Sumber foto: https://www.corporate.man.eu/man/media/content_medien/images/global_corporate_website/presse_und_medien/mdt/2013_2/T_Turbinenlaeufer.jpg

tirto.id - Contoh getaran, gelombang, dan bunyi bisa ditemukan setiap saat di sekitar kita, walau kadang tidak disadari.

Dengan adanya getaran serta bunyi, kita bisa mendengar suara melalui telinga. Adanya gelombang dari cahaya membuat kita bisa melihat benda-benda di sekeliling. Bagaimana bisa itu terjadi? Berikut paparannya:

Getaran

Getaran diartikan sebagai gerakan bolak balik secara periodik yang melalui titik kesetimbangan. Satu getaran adalah gerak dari satu titik kembali ke titik awal. Misalnya pada bandul yang berayun dari titik A, lalu ke titik B, kemudian ke titik C, akan kembali ke B lalu ke A kembali. Satu getaran adalah gerakan dari A-B-C-B-A.

Contoh lain adalah senar gitar yang dipetik hingga senar tersebut bergetar, gendang yang dipukul selaputnya, atau pita suara saat manusia berbicara. Juga mistar yang salah satu ujungnya ditahan sementara ujung lainnya digoyangkan, itu juga contoh getaran. Kemudian ayunan anak-anak saat sedang dimainkan, itu pun disebut getaran.

Mengutip modul belajar terbitan Kemendikbud, Harmoni Dalam Keberagaman Ilmu Pengetahuan Alam Paket B, 2018, parameter atau karakteristik getaran adalah:

• Amplitudo getaran [A]: adalah simpangan getaran maksimum diukur dari titik kesetimbangan (cm).
• Periode [T]: waktu yang dibutuhkan untuk melakukan satu getaran penuh.

Rumusnya: T= t/n

T= Periode

t= waktu (sekon)

n=jumlah getaran

• Frekwensi [f]: banyaknya getaran yang dilakukan setiap detik

Rumusnya: f=n/t

Hubungan antara Periode dan Frekwensi bisa ditulis demikian:

f=1/t atau T=1/f

Jenis getaran ada dua:

Getaran bebas: yakni getaran yang terjadi ketika sistem mekanis dimulai dengan adanya gaya awal yang bekerja pada sistem itu sendiri, lalu dibiarkan bergetar secara bebas. Misalnya bandul yang awalnya diterik lalu dilepaskan, akan berhenti sendiri lama kelamaan.

Getaran paksa: yakni suatu getaran yang terjadi ketika gerakan bolak balik karena adanya gaya luar yang secara paksa menciptakan getaran pada sistem. Misalnya gempa bumi.

Gelombang

Gelombang didefinisikan sebagai getaran yang merambat. Ada beberapa macam gelombang yang dapat dikategorikan berdasarkan medium rambatannya, dan berdasarkan arah rambatannya. Buku Hidup di Tengah Gelombang dan Bunyi, Fisika Paket C terbitan Kemendikbud 2018 menulis seperti berikut:

- Gelombang mekanik: membutuhkan medium dalam perambatannya. Misal gelombang suara yang membutuhkan udara sebagai rambatan untuk sampai ke telinga.

- Gelombang elektromaknetik: tidak membutuhkan medium dalam perambatannya. Misal gelombang cahaya yang dapat merambat di ruang hampa udara di luar angkasa.

• Berdasar arah rambatannya:

- Gelombang longitudinal: arah getarannya sejajar dengan arah rambatannya. Satu gelombang terdiri dari satu regangan dan satu rapatan. Misalnya gelombang suara.

- Gelombang transversal: arah getarannya tegak lurus dengan arah rambatannya. Misalnya gelombang pada tali yang digerakkan.

Infografik SC Beda Getaran, Gelombang, & Bunyi. tirto.id/Lugas

Karakteristik Gelombang

Berdasarkan contoh gelombang pada tali dan juga pada suara, kita lihat karakteristik gelombang adalah sebagai berikut:

-Ada sumber gelombang yang bergetar.

-Gelombang selalu merambat pada arah tertentu

-Adanya medium sebagai penghantar rambatan gelombang

Berdasarkan bentuknya, baik gelombang pada tali maupun pada permukaan air, mempunyai ciri-ciri sebagai berikut:

1. Adanya bukit dan lembah. Pada setiap gelombang selalu ada bukit yang selalu diikuti dengan lembah.

2. Panjang gelombang. Setiap bukit dengan bukit berikutnya (atau lembah dengan lembah berikutnya) selalu berjarak sama, yang disebut sebagai panjang gelombang.

3. Amplitude. Kekuatan gelombang ditentukan oleh jarak antara simpang normal dengan bukit (atau antara simpang normal dengan lembah) yang disebut amplitude.

4. Periode. Waktu yang dibutuhkan gelombang merambat dari satu bukit ke bukit berikutnya (atau dari lembah ke lembah berikutnya) disebut periode.

5. Frekuensi. Banyaknya bukit yang dihasilkan oleh gelombang dalam satuan waktu tertentu (atau banyaknya lembah per satuan waktu tertentu) disebut frekuensi.

6. Cepat rambat. Gelombang merambat menempuh suatu jarak dalam waktu tertentu yang disebut cepat rambat.

Bunyi

Bunyi merupakan gelombang mekanik yaitu gelombang yang memerlukan medium saat merambat. Bunyi juga termasuk gelombang longitudinal karena arah getarnya sejajar dengan arah rambatnya.

Syarat terjadi dan terdengarnya bunyi adalah : ada sumber bunyi, ada medium, ada penerima bunyi yang berada di jangkauan gelombang bunyi.

Namun tidak semua suara yang dihasilkan oleh sumber bunyi bisa didengar telinga manusia. Manusia hanya bisa mendengar bunyi dengan frekwensi antara 20-20.000 Hz.

• Sebutan berdasarkan frekwensi bunyi:

- Audiosonik: gelombang bunyi dengan frekuensi antara 20--20.000 Hz. Frekuensi yang dapat didengar oleh manusia.

- Ultrasonik: gelombang bunyi dengan frekuensi > 20.000 Hz. Hewan yang dapat mendengar gelombang bunyi ini ialah anjing dan kelelawar.

Gelombang bunyi merambat dengan kecepatan antara 330 m/s hingga 5.400 m/s. Kecepatan rambat bunyi tergantung pada jenis mediumnya. Misalnya gelombang bunyi merambat pada medium rambat air, maka kecepatannya lebih lambat dibanding jika merambat di udara.

Rumus mencari kecepatan rambat bunyi adalah: v=s/t

Keterangan:

v= cepat rambat bunyi (m/s)

s= jarak (m)

t= waktu (s)

Karakteristik bunyi:

Tinggi rendah dan kuat lemah bunyi bisa diatur. Tinggi rendahnya nada ditentukan oleh frekwensi bunyi tersebut. Makin besar frekwensi maka makin tinggi nada. Sedangkan kuat lemahnya bunyi ditentukan oleh amplitudonya.

Nada adalah bunyi yang memiliki frekwensi yang teratur, misalnya musik. Sedangkan jika frekwensinya tidak teratur maka bunyi tidak beraturan. Misalnya suara angin ribut.

Warna bunyi (timbre) disebabkan oleh karena keadaan dan bentuk sumber bunyi yang berbeda. Misalnya nada do pada piano dan organ akan berbeda timbre nya.

Resonansi adalah peristiwa ikut bergetarnya suatu benda karena adanya sumber getar. Syarat resonansi terjadi adalah frekwensi benda yang bergetar sama dengan frekwensi sumber getar. Misalnya alat musik yang berselaput, seperti gendang. Selaput telinga juga akan beresonansi atau bergetar jika sama frekwensinya dengan sumber bunyi.

Pemantulan bunyi terjadi jika terhalang oleh suatu pembatas, misalnya tembok atau gunung, atau benda lain. Jenis pemantulan bunyi: gaung, gema, bunyi pantul yang memperkuat bunyi asli.

Baca juga: Pengertian Gaya, Contoh Gaya Tarikan & Dorongan, Beserta Macamnya