BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Pengertian Getaran

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.

Gambar 1.1Frequency dan Distance pada getaran

Adapun yang menyebutkan bahwa, getaran adalah gerakan relatif dari massa

dan elastisitas benda yang berulang sendiri dalam interval waktu tertentu. Sedangkan,

Gerak Harmonik Sederhana adalah gerakan sebuah partikel atau benda dimana grafik

posisi partikel sebagai fungsi waktu berupa sinusoidal (dapat dinyatakan dalam

bentuk sinus atau kosinus). Dalam gerak pada getaran pegas berlaku hukum

Hooke yang menyatakan hubungan hubungan antara gaya F yang meregangkan pegas

dan pertambahan panjang pegas x pada daerah elastis pegas. Pada daerah

elastis, F sebanding dengan x.

Hal ini dinyatakan dalam bentuk persamaan:

F=k . x

Dengan

            F    = gaya yang dikerjakan benda pegas (N)

            k    = konstanta pegas (N. m-1)

            x = pertambahan panjang pegas (m)

Beberapa istilah dalam getaran :

a) Getaran bebas adalah getaran suatu system tanpa adanya gaya luar yang     memaksa

untuk bergetar, namun bergetar karena adanya kondisi awal yang diberikan.

b) Getaran paksa adalah getaran suatu system karena adanya gaya luar yang memaksa

getaran dimana frekuensi system sama dengan frekuensi gaya luar.

c) Periode adalah waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan satu siklus.

d) Frekuensi adalah banyaknya siklus dalam satu satuan waktu. f=siklus/detik.

e) Amplitudo adalah perpindahan terjauh dari getaran suatu system dari posisi rata2nya,

terdiri dari simpangan, kecepatan dan percepatan.

f) Sistem satu derajat kebebasan adalah suatu system yang dapat bergetar pada banyak

atau satu arah jika system diperoleh, dimana system tersebut hanya dapat bergetar

pada satu model atau cara atau hanya satu koordinat bebas dipakai untuk

menyelesaikan secara khusus dari lokasi getaran.

g) Gerak harmonic sederhana adalah gerakan partikel yang bergerak pada garis lurus,

dengan percepatan selalu searah atau sejalan dengan jarak dari partikel ketitik tertentu

pada garis edarnya terhadap arah titik tertentu.

h) Osilasi adalah suatu partikel dalam gerak periodic yang bergeral bolak-balik melalui

lintasan yang sama. Contohnya keseimbangan arloji.

i) Under dumping adalah system peredam dash pot ntuk getaran bebas dimana akan

terjadi oksilasi dengan nilai C (redaman) < Ck (redaman kritis) atau factor peredam

ε<1.

j) Critical dumping adalah adalah system peredam dash pot untuk getaran bebas dimana

tidak terjadi oksilasi dengan nilai C (redaman) = Ck (redaman kritis) atau factor

peredam ε = 1.

k) Upper dumping adalah system peredam dash pot untuk getaran bebas dimana

tdak   terjadi oksilasi dengan nilai C (redaman) > Ck (redaman kritis) atau factor

peredam.

2.2 Macam-Macam Getaran

a) Getaran Paksa

Getaran paksa adalah getaran yang terjadi karena adanya gaya luar yang bekerja

pada suatu sistem sehingga sistem tersebut bergetar. Bila gaya luar, biasanya f(t)

= fc sin ωnt atau fc cos ωnt bekerja pada sistem getaran paksa. Sistem cenderung

bergetar pada frekuensi sendiri di samping mengikuti gaya eksitasi. Dengan

adanya gesekan bagian gerakan yang ditahan oleh gaya sinusoidal secara

perlahan hilang. Dengan demikian, sistem akan bergetar pada frekuensi pribadi

sistem. Bagian getaran yang berlanjut terus disebut getaran keadaan steady atau

respon sistem keadaan steady dibutuhkan dalam analisa getaran karena efek

sinambungnya.

b) Getaran Bebas

Getaran bebas adalah getaran suatu sistem tanpa adanya gaya dari luar yang memaksa

terjadinya getaran, melainkan karena adanya keadaan awal yang diberikan sehingga

sistem tersebut bergetar. Getaran bebas adalah getaran yang diamati sebagai sistem

yang berpindah dari kedudukan keseimbangan statis. Getaran bebas dari sistem

memenuhi sistem masa dan sifat elastisitas dan pada kondisi awal tidak bekerja

eksitasi dari luas. Gaya yang bekerja adalah gaya bebas gesekan dan berat. Massa

akibat adanya gesekan getaran hilang sesuai dengan waktu getaran ini transier.

c) Getaran Harmonik Sederhana

Gerakan/Getaran Harmonik adalah suatu gerakan dari titik yang mengelilingi

lingkaran atau getaran dengan amplitudo dan frekuensi yang sama setiap saat.

Gerakan harmonik adalah suatu sistem dengan amplitudo dan frekuensi yang sama.

Amplitudo adalah perpindahan terjauh suatu sistem dari posisi rata-rata. Frekuensi

adalah banyaknya siklus per satuan waktu.

f = siklus/detik (Hz)

ω = rad/detik

Frekuensi pribadi adalah frekuensi dari sistem getaran bebas ditentukan dari sifat

sistem itu.

2.3 Getaran dan Fenomenanya

Getaran adalah suatu gerakan yang berulang dengan sendirinya pada suatu

selang waktu tertentu yang dapat terjadi pada sistem di mana memiliki massa dan sifat

elastis serta padanya bekerja gangguan. Masalah getaran terjadi bilamana ada bagian-

bagian berputar atau bergerak bolak-balik dalam suatu mesin itu sendiri, bangunan di

sekitarnya juga dihadapkan pada getaran dari mesin tersebut. contoh utamanya adalah

lokomotif, perputaran poros dan sebagainya.

Mesin suatu sistem, sangat akrab dengan masalah getaran karena memiliki

massa dan sifat elastis serta adanya gangguan berupa massa berputar dan bolak-balik

yang tidak seimbang.

Secara umum penyebab getaran antara lain:

a) Khusus pada mesin, karena adanya massa berputar atau bolak-balik yang tidak

seimbang.

b) Adanya gaya luar yang memaksa sistem untuk bergetar.

c) Gesekan kering antara dua permukaan.

d) Gempa bumi yang menyebabkan pada gedung bertingkat.

e) Angin yang menyebabkan getaran pada kabel-kabel transmisi dan pohon.

f) Efek dari getaran dan tegangan yang berlebihan, bunyi yang tidak diinginkan,

keausan dan bagian tertentu atau kelelahan dari bagian keseluruhan. Walaupun

ada efek yang merugikan, pada pihak yang lain, fenomena getaran juga dapat

dimanfaatkan pada instrumen musik, saringan getar, penggetar, dan lain-lain.

Sedangkan untuk menghindari getaran caranya antara lain:

a) Menghilangkan penyebabnya.

b) Memasang saringan jika hanya bunyi sebagai objek yang tidak diinginkan.

c) Memasang mesin pada pondasi dengan isolasi yang baik.

d) Memasang peredam kejut (shock-breaker)