ADHIRA YOUR INFORMATION : Pengertian getaran

Silahkan klik link ini :
http://adf.ly/g2WFE
untuk file microsoft word

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang semakin pesat, kebutuhan manusia semakin kompleks dan semakin beragam, dimana kebutuhannya tersebut tergantung pada era pembangunan yang senantiasa berkembang demi tercapainya masyarakat adil dan makmur. Didorong oleh kebutuhan manusia yang semakin kompleks tersebut dan keinginan untuk memperoleh kemudahan-kemudahan dalam hidupnya, maka manusia senantiasa berfikir untuk terus mengembangkan teknologi yang telah ada guna menemukan teknologi baru yang bermanfaat bagi kehidupan umat manusia.

Sejalan dengan itu bangsa Indonesia telah mampu menerapkan disiplin ilmu keteknikan dalam berbagai bidang teknologi demi menunjang keberhasilan industrialisasi. Bidang industri sebagai salah satu sasaran pembangunan jangka panjang meliputi beberapa sektor pembangunan yang luas, diantaranya adalah bidang konstruksi, perencanaan dan elemen mesin, perencanaan pesawat pengangkat, struktur rangka dari crane, konstruksi jembatan dan sebagainya.

Salah satu persoalan yang sangat penting diperhatikan dalam perencanaan-perencanaan tersebut adalah perhitungan getaran pada gerak bolak balik disekitar kesetimbangan, dimana suatu benda berada pada posisi diam jika tidak ada gaya yang bekerja pada benda tersebut getaran juga terbagi menjadi dua yaitu getaran bebas dan getaran paksa. Getaran dapat dipahami dengan mempelajari model sederhana masa-pegas-peredam-kejut. Contohnya seperti zaman sekarang yang banyak sering dipakai dikendaraan mobil dan motor yaitu pegas.

Perhitungan getaran juga sangat penting dan identik. Dan kita juga dapat mempelajari ilmu basic dari sistem uji getaran maka akan dengan mudah kita mengaplikasikan perhitungan tersebut ketika ditemukan dilapangan.

1.2 Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian ini dalah :

a. Menentukan serta mengetahui besarnya defleksi yang terjadi pada suatu batang segi empat dengan variasi tumpuan.

b. Membandingkan hasil defleksi secara teoritis dengan eksperimental.

1.3 Manfaat Penelitian

Manfaat penelitian adalah diharapkan dapat memberikan gambaran bagi seorang desainer dalam penggunaan material berbentuk segiempat yang sesuai untuk merencanakan suatu konstruksi mesin.

BAB II

LANDASAR TEORI

2.1 Dasar Teori Getaran

Getaran adalah gerak bolak – bolik secara berkala melalui suatu titik keseimbangan. Pada umumnya setiap benda dapat melakukan getaran. Suatu benda dikatakan bergetar bila benda itu bergerak bolak bolik secara berkala melalui titik keseimbangan.

Getaran adalah gerak bolak – balik di sekitar titik setimbang;

2 = titik setimbang ; 1 dan 3 = titik terjauh (Amplitudo);

Ø Beberapa Contoh Getaran

Beberapa contoh getaran yang dapat kita jumpai dalam kehidupan sehari – hari antara lain :

- sinar gitar yang dipetik

- bandul jam dinding yang sedang bergoyang

- ayunan anak-anak yang sedang dimainkan

- mistar plastik yang dijepit pada salah satu ujungnya, lalu ujung lain diberi simpangan dengan cara menariknya, kemudian dilepaskan tarikannya.

- Pegas yang diberi beban.

Ø Periode dan Frekuensi Getaran

Perhatikan gambar berikut ini!

titik A merupakan titik keseimbangan
simpangan terbesar terjauh bandul ( ditunjuk kan dengan jarak AB = AC ) disebut amplitudo getaran
jarak tempuh B – A – C – A – B disebut satu getaran penuh

v Amplitudo

Dalam gambar 2 telah disebutkan bahwa amplitudo adalah simpangan terbesar dihitung dari kedudukan seimbang. Amplitudo diberi simbol A, dengan satuan meter.

v Periode Getaran

Periode getaran adalah waktu yang digunakan dalam satu getaran dan diberi simbol T. Untuk gambar ayunan di atas, jika waktu yang diperlukan oleh bandul untuk bergerak dari B ke A, ke C, ke A, dan kembali ke B adalah 0,2 detik, maka periode getaran bandul tersebut 0,2 detik atau T = 0,2 detik = 0,2 s

Periode suatu getaran tidak tergantung pada amplitudo getaran.

v Frekuensi Getaran

Frekuensi getaran adalah jumlah getaran yang dilakukan oleh sistem dalam satu detik, diberi simbol f. Untuk sistem ayunan bandul di atas, jika dalam waktu yang diperlukan oleh bandul untuk bergerak dari B ke A, A ke C, C ke A, dan kembali ke B sama dengan 0,2 detik, maka :

- dalam waktu 0,2 detik bandul menjalani satu getaran penuh

- dalam waktu 1 detik bandul menjalani 5 kali getaran penuh

Dikatakan bahwa frekuensi getaran sistem bandul tersebut adalah 5 getaran/detik atau f = 5 Hz.

v Hubungan antara Periode dan Frekuensi Getaran

Dari definisi periode dan frekuensi getaran di atas, diperoleh hubungan :

Keterangan :

T = periode, satuannya detik atau sekon

f = frekuensi getaran, satuannya 1/detik atau s^-1 atau H

2.2 Rumus dan Persamaan Yang digunakan

Getaran adalah suatu gerak bolak-balik di sekitar kesetimbangan. Kesetimbangan di sini maksudnya adalah keadaan dimana suatu benda berada pada posisi diam jika tidak ada gaya yang bekerja pada benda tersebut. Getaran mempunyai amplitudo (jarak simpangan terjauh dengan titik tengah) yang sama.

Getaran dibagi mennjadi 2 yaitu :

Ø Getaran bebas terjadi bila sistem mekanis dimulai dengan gaya awal, lalu dibiarkan bergetar secara bebas. Contoh getaran seperti ini adalah memukul garpu tala dan membiarkannya bergetar, atau bandul yang ditarik dari keadaan setimbang lalu dilepaskan.

Ø Getaran paksa terjadi bila gaya bolak-balik atau gerakan diterapkan pada sistem mekanis. Contohnya adalah getaran gedung pada saat gempa bumi.

Analisis getaran

Dasar analisis getaran dapat dipahami dengan mempelajari model sederhana massa-pegas-peredam kejut. Struktur rumit seperti badan mobil dapat dimodelkan sebagai "jumlahan" model massa-pegas-peredam kejut tersebut. Model ini adalah contoh osilator harmonik sederhana.

v Getaran bebas tanpa peredam

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e0/Mass_spring.svg/200px-Mass_spring.svg.png

Model massa-pegas sederhanal

Pada model yang paling sederhana redaman dianggap dapat diabaikan, dan tidak ada gaya luar yang memengaruhi massa (getaran bebas).

Dalam keadaan ini gaya yang berlaku pada pegas F_s sebanding dengan panjang peregangan x, sesuai dengan hukum Hooke, atau bila dirumuskan secara matematis:

$F_s=- k x \!$

dengan k adalah tetapan pegas.

Sesuai Hukum kedua Newton gaya yang ditimbulkan sebanding dengan percepatan massa:

$\Sigma\ F = ma = m \ddot{x} = m \frac{d^2x}{dt^2} =$

Karena F = F_s, kita mendapatkan persamaan diferensial biasa berikut:

$m \ddot{x} + k x = 0.$

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/9d/Simple_harmonic_oscillator.gif/100px-Simple_harmonic_oscillator.gif

Gerakan harmonik sederhana sistem benda-pegas

Bila kita menganggap bahwa kita memulai getaran sistem dengan meregangkan pegas sejauh A kemudian melepaskannya, solusi persamaan di atas yang memerikan gerakan massa adalah:

$x(t) = A \cos (2 \pi f_n t) \!$

Solusi ini menyatakan bahwa massa akan berosilasi dalam gerak harmonis sederhana yang memiliki amplitudo A dan frekuensi f_n. Bilangan f_n adalah salah satu besaran yang terpenting dalam analisis getaran, dan dinamakan frekuensi alami takredam. Untuk sistem massa-pegas sederhana, f_n didefinisikan sebagai:

$f_n = {1\over {2 \pi}} \sqrt{k \over m} \!$

Catatan: frekuensi sudut $\omega$ ( $\omega=2 \pi f$ ) dengan satuan radian per detik kerap kali digunakan dalam persamaan karena menyederhanakan persamaan, namun besaran ini biasanya diubah ke dalam frekuensi "standar" (satuan Hz) ketika menyatakan frekuensi sistem.

Bila massa dan kekakuan (tetapan k) diketahui frekuensi getaran sistem akan dapat ditentukan menggunakan rumus di atas.

v Getaran bebas dengan redaman

Bila peredaman diperhitungkan, berarti gaya peredam juga berlaku pada massa selain gaya yang disebabkan oleh peregangan pegas. Bila bergerak dalam fluida benda akan mendapatkan peredaman karena kekentalan fluida. Gaya akibat kekentalan ini sebanding dengan kecepatan benda. Konstanta akibat kekentalan (viskositas) c ini dinamakan koefisien peredam, dengan satuan N s/m (SI)

$F_d = - c v = - c \dot{x} = - c \frac{dx}{dt} \!$

Dengan menjumlahkan semua gaya yang berlaku pada benda kita mendapatkan persamaan

$m \ddot{x} + { c } \dot{x} + {k } x = 0.$

Solusi persamaan ini tergantung pada besarnya redaman. Bila redaman cukup kecil, sistem masih akan bergetar, namun pada akhirnya akan berhenti. Keadaan ini disebut kurang redam, dan merupakan kasus yang paling mendapatkan perhatian dalam analisis vibrasi. Bila peredaman diperbesar sehingga mencapai titik saat sistem tidak lagi berosilasi, kita mencapai titik redaman kritis. Bila peredaman ditambahkan melewati titik kritis ini sistem disebut dalam keadaan lewat redam.

Nilai koefisien redaman yang diperlukan untuk mencapai titik redaman kritis pada model massa-pegas-peredam adalah:

$c_c= 2 \sqrt{k m}$

Untuk mengkarakterisasi jumlah peredaman dalam sistem digunakan nisbah yang dinamakan nisbah redaman. Nisbah ini adalah perbandingan antara peredaman sebenarnya terhadap jumlah peredaman yang diperlukan untuk mencapai titik redaman kritis. Rumus untuk nisbah redaman ( $\zeta$ ) adalah

$\zeta = { c \over 2 \sqrt{k m} }.$

Sebagai contoh struktur logam akan memiliki nisbah redaman lebih kecil dari 0,05, sedangkan suspensi otomotif akan berada pada selang 0,2-0,3.

Solusi sistem kurang redam pada model massa-pegas-peredam adalah

$x(t)=X e^{-\zeta \omega_n t} \cos({\sqrt{1-\zeta^2} \omega_n t - \phi}) , \ \ \omega_n= 2\pi f_n$

Nilai X, amplitudo awal, dan $\phi$ , ingsutan fase, ditentukan oleh panjang regangan pegas.

Dari solusi tersebut perlu diperhatikan dua hal: faktor eksponensial dan fungsi cosinus. Faktor eksponensial menentukan seberapa cepat sistem teredam: semakin besar nisbah redaman, semakin cepat sistem teredam ke titik nol. Fungsi kosinus melambangkan osilasi sistem, namun frekuensi osilasi berbeda daripada kasus tidak teredam.

Frekuensi dalam hal ini disebut "frekuensi alamiah teredam", f_d, dan terhubung dengan frekuensi alamiah takredam lewat rumus berikut.

$f_d= \sqrt{1-\zeta^2} f_n$

Frekuensi alamiah teredam lebih kecil daripada frekuensi alamiah takredam, namun untuk banyak kasus praktis nisbah redaman relatif kecil, dan karenanya perbedaan tersebut dapat diabaikan. Karena itu deskripsi teredam dan takredam kerap kali tidak disebutkan ketika menyatakan frekuensi alamiah.

BAB III

PRAKTIKUM

3.1 Bahan Dan Peralatan Yang Digunakan

pada praktikum pengujian getaran kali ini metode yang digunakan adalah menguji getaran dari tumpuan yang diletakan diatas kemudian dipasang pegas dan diberikan beban sebelum diberikan beban pegas digantung mempunyai panjang 7,5 cm dan setelah itu digantung dengan masa panjang pegas menjadi 14 cm. Dan berikut adalah peralatan dan bahan yang digunakan dalam praktikum pengujian getaran ini.

getaran bebas tak teredam ini dilakukan pada pegas menjadi 2 macam:

1. pegas yang digantung sebelum diberi beban 7,5cm

2. pegas yang digantung setelah diberi beban dengan massa 1kg menjadi 14cm

Setelah diberi beban

Sebelum diberi beban

Sedangkan alat-alat yang digunakan untuk pengujian getaran ini adalah :

1. Satu set alat tumpuan untuk menahan dan mengukur pegas yang akan digantung

2. Pegas yang akan diukur

3. Mistar sebagai pengukur jarak

4. Pembeban dengan berat 1kg yang telah ditentukan nilainya

3.2 Prosedur Praktikum

Pada percobaan kali ini, dilakukan beberapa tingkat pembebanan yaitu dengan melakukan setting pembebanan pada jarak tertentu untuk mendapatkan getaran . prosedur untuk melakukan percobaan ini adalah sebagai berikut :

1. Siapkan alat tumpu untuk melakuakan pengujian getaran pada pegas

2. Letakan pegas pada alat tumpu yang sudah dipersiapkan

3. Persiapakan mistar atau penggaris untuk melakukan penghitungan pada

Lakukan pengujian pad

ADHIRA YOUR INFORMATION

Sponsor

Wednesday 17 July 2013

Pengertian getaran

Analisis getaran

v Getaran bebas tanpa peredam

v Getaran bebas dengan redaman

No comments:

Sponsor

Sponsor