▷ Pendulum

Artikel ini menjelaskan apa itu pendulum dan apa saja ciri-cirinya. Selain itu, Anda akan dapat melihat apa saja jenis-jenis pendulum.

Apa itu pendulum?

Bandul terdiri dari suatu massa yang digantung pada suatu titik tetap dan dapat berosilasi bebas. Dengan kata lain, pendulum adalah sistem fisik yang terdiri dari suatu massa yang digantung pada suatu titik tetap dengan seutas kawat atau tali dan dapat berosilasi bebas di antara dua titik ekstrem.

Ketika massa pendulum dipindahkan dari posisi diamnya, yaitu posisi setimbangnya, dan kemudian dilepaskan, massa tersebut mengalami percepatan menuju posisi setimbangnya di bawah pengaruh gravitasi. Kemudian massa akan mulai berosilasi dari sisi ke sisi hingga berhenti pada posisi setimbang akibat gesekan dengan udara.

Misalnya, pergerakan bandul terlihat jelas pada jam bandul yang beratnya berayun berulang kali dari kiri ke kanan untuk mengukur waktu. Jadi, gerak osilasi yang dilakukan bandul disebut gerak bandul .

Pendulum sederhana

Pendulum sederhana , disebut juga pendulum matematika atau pendulum ideal , adalah suatu sistem yang terdiri dari partikel bermassa yang digantung pada suatu titik tetap oleh kawat dengan panjang tertentu.

Dalam fisika, pendulum sederhana digunakan untuk mempelajari gerak osilasi suatu massa yang ditangguhkan. Jika suatu gaya diterapkan pada massa, massa akan berosilasi dari satu sisi ke sisi lain melewati posisi setimbangnya dan oleh karena itu menggambarkan gerak osilasi.

Selanjutnya dalam ilmu fisika, pada bandul sederhana, gesekan massa dengan udara diabaikan, sehingga diasumsikan bandul berosilasi tanpa batas waktu dan semua osilasi mempunyai amplitudo yang sama.

➤ Lihat: Pendulum sederhana (fisika)

Ciri-ciri bandul sederhana

Bandul sederhana ditentukan oleh ciri-ciri atau bagian-bagiannya sebagai berikut:

Panjang (ℓ) : adalah panjang tali yang bergerak dari titik tetap bandul sederhana ke titik berat benda yang melakukan gerak bandul.
Osilasi : busur yang dilalui massa antara posisi ekstrim bandul sederhana ditambah kembalinya ke posisi semula.
Periode (T) : adalah waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan suatu getaran.
Frekuensi (f) : adalah banyaknya osilasi yang dilakukan bandul sederhana tiap satuan waktu.
Sudut (θ) : adalah sudut yang dibentuk oleh tali pendulum dan garis vertikal.
Amplitudo (Θ) : adalah sudut yang dibentuk oleh garis vertikal dan tali busur bandul sederhana ketika berada pada posisi ekstrim.

ciri-ciri bandul sederhana, bagian-bagian bandul sederhana, unsur-unsur bandul sederhana

Rumus pendulum sederhana

Persamaan gerak osilasi bandul sederhana adalah:

$\theta=\Theta\cdot\text{sin}(\omega\cdot t+\phi)$

Emas:

$\theta$

adalah sudut yang dibentuk oleh tali pendulum sederhana dan tali.
$\Theta$

adalah amplitudo pendulum sederhana.
$\omega$

adalah pulsasi atau frekuensi sudut pendulum sederhana.
$t$

adalah saat di mana sudut dihitung.
$\phi$

adalah fase awal pendulum sederhana.

Sedangkan rumus menghitung periode bandul sederhana dengan amplitudo osilasi rendah adalah sebagai berikut:

$\displaystyle T=2\pi\sqrt{\frac{\ell}{g}}$

Emas:

$T$

adalah periode bandul sederhana.
$\ell$

adalah panjang tali bandul sederhana.
$g$

adalah percepatan gravitasi yang nilainya di Bumi adalah 9,81 m/s ² .

Jenis pendulum

Jenis-jenis pendulum adalah:

pendulum sederhana.
Pendulum majemuk.
Pendulum sikloidal.
pendulum ganda.
pendulum Foucault.
Putaran pendulum.
Pendulum berbentuk bola.

Di bawah ini Anda dapat melihat masing-masing jenis pendulum, kecuali pendulum sederhana yang pengoperasiannya telah dijelaskan secara rinci di atas. Demikian pula, perlu diperhatikan bahwa ada jenis pendulum lain, tetapi lebih jarang digunakan.

pendulum komposit

Pendulum majemuk , juga disebut pendulum fisik , adalah benda tegar yang dapat berosilasi bebas terhadap sumbu horizontal tetap, yang tidak melalui pusat massanya.

Pendulum sikloidal

Pendulum sikloidal didasarkan pada kurva geometri yang disebut sikloid, yaitu kurva yang menggambarkan suatu titik pada lingkaran yang menggelinding pada garis lurus tanpa tergelincir.

pendulum ganda

Pendulum ganda adalah suatu sistem yang terdiri dari dua pendulum, sehingga pendulum kedua digantungkan pada pendulum lain yang ujung atasnya tetap. Secara umum, ini adalah penyatuan dua pendulum sederhana.

Bandul jenis ini mempunyai dua derajat kebebasan, yaitu sudut yang dibentuk masing-masing bandul terhadap vertikal.

pendulum Foucault

Pendulum Foucault adalah pendulum yang dapat berayun bebas pada bidang vertikal apa pun. Jenis pendulum ini mendapatkan namanya dari fisikawan Perancis Léon Foucault, yang menemukannya.

Yang membuat penasaran, pendulum jenis ini bisa digunakan untuk mendemonstrasikan rotasi bumi.

putaran pendulum

Bandul torsi adalah salah satu jenis bandul yang terdiri dari sebuah kawat atau kawat yang digantung secara vertikal dengan ujung atasnya terpasang dan sebaliknya suatu benda yang digantung pada ujung bawahnya yang memutar kawat tersebut.

Biasanya, benda dengan momen inersia yang diketahui atau mudah dihitung digantung di ujung bawah pendulum torsi, seperti piringan atau silinder. Dengan demikian, piringan atau silinder melakukan gerakan rotasi osilasi, yang sumbunya adalah ulir vertikal.

pendulum berbentuk bola

Pendulum bola merupakan pendulum yang dapat berayun dalam ruang. Dengan kata lain, pendulum bola seperti pendulum sederhana, namun bukannya berayun dalam satu bidang, ia dapat berayun dalam ruang.

Misalnya, pendulum Foucault adalah pendulum bola, karena tidak hanya berosilasi pada satu bidang seperti pendulum sederhana, melainkan berosilasi dalam tiga dimensi.