SUPERPOSISI GETARAN HARMONIK
Superposisi Getaran Harmonik adalah penumlahan dua getaran yang harmonik yang dapat melintas ruang sama tanpa ada ketergantungan satu gelombang dengan yang lain. Superposisi terbagi 2 yaitu superposisi getaran harmonik yang sejajar dan superposisi getaran harmonik yang saling tegak lurus.
I. Superposisi 2 getaran harmonik yang sejajar :
• Gelombang Pelayangan
Merupakan gelombang merupakan gelombang yang tercipta akibat superposisi dari dua gelombang yang memiliki selisih frekuensi yang kecil (masih dalam satu orde)
• Gelombang Kompleks
Merupakan gelombang merupakan gelombang yang tercipta akibat superposisi dari dua gelombang yang memiliki selisih frekuensi yang besar (beda orde)
II. Superposisi 2 getaran harmonik tegak lurus
Amplitudo, frekuensi dan beda fasa kedua getaran harmonic yang saling tegak lurus akan menentukan bentuk gambar lissajous. Bentuk lintasan ditentukan oleh amplitude masing-masing getaran dan oleh beda fasa awalnya , dan dapat berbentuk garis lurus,elips,dan kerucut.
Apabila f1 / f2 berupa perbandingan sederhana seperti 1/2 , 1/3, 2/2, 2/3, dll. Maka, gambar-gambar lissajous yang diperoleh adalah sebagai berikut :
OSILOSKOP :
Osiloskop adalah alat ukur elektronika yang berfungsi memproyeksikan bentuk sinyal listrik agar dapat dilihat dan dipelajari.
• Bagian-bagian Osiloskop
1. Volt atau div : Untuk mengeluarkan tegangan AC.
2. CH1 (Input X) : Untuk memasukkan sinyal atau gelombang yang diukur atau pembacaan posisi horisontal.
3. AC-DC : Untuk memilih besaran yang diukur.
4. Ground : Untuk memilih besaran yang diukur.
5. Posisi Y : Untuk mengatur posisi garis atau tampilan dilayar atas bawah.
6. Variabel : Untuk kalibrasi osciloskop.
7. Selektor pilih : Untuk memilih Chanel yang diperlukan untuk pengukuran.
8. Layar : Menampilkan bentuk gelombang.
9. Inten : Mengatur cerah atau tidaknya sinar pada layar Osiloskop.
10. Rotatin : Mengaur posisi garis pada layar.
11. Fokus : Menajamkan garis pada layar.
12. Position X : Mengatur posisi garis atau tampilan kiri dan kanan.
13. Sweep time/ div : Digunakan untuk mengatur waktu periode (T) dan Frekwensi ( f ).
14. Mode : untuk memilih mode yang ada.
15. Variabel : Untuk kalibrasi waktu periode dan frekwensi.
16. Level Menghentikan gerak tampilan layar.
17. Exi Trigger : Untuk trigger dari luar.
18. Power : untuk menghidupkan Osciloskop.
19. Cal 0,5 Vp-p : Kalibrasi awal sebelum Osciloskop digunakan.
20. Ground Osciloskop yang dihubungkan dengan ground yang diukur.
21. CH2 ( input Y ): Untuk memasukkan sinyal atau gelombang yang diukur atau pembacaan Vertikal.
Kalibrasi Frekuensi (f) dan Amplitudo (A):
Pada dasarnya, kalibrasi itu perlu dilakukan agar terbukti konvensional nilai yang ditunjukan dari suatu alat uji, alat ukur atau alat percobaan. Kami melakukan kalibrasi pada osiloskop dan generator audio (osilator). Demikian hasil yang kami dapatkan.
Percobaan Amplitudo Frekuensi
Osilator Osiloskop Osilator Osiloskop
1 1 Vp-p 1 Vp-p 600 Hz 555,6 Hz
2 1,2 Vp-p 1,1 Vp-p 700 Hz 625 Hz
3 1,4 Vp-p 1,3 Vp-p 800 Hz 740,7 Hz
Amplitudo yaitu tinggi rendahnya suatu gelombang terhadap titik x,y (0,0) yang di dalam generator audionya terbaca dalam satuan volt pick to pick (Vp-p). Sedangkan frekuensi yaitu rapat renggangnya suatu gelombang yang dalam audio generator terdeteksi dalam satuan generatornya (Hz).
Jika diperhatikan nilai A dan f osilator hampir sama, hal tersebut dikarenakan sebelumnya osiloskop telah kami lakukan kalibrasi terlebih dahulu. Hal tersebut dapat dilihat dari perbandingan nilai output dan inputnya.
SUPERPOSISI DUA GETARAN HARMONIK YANG SEJAJAR :
• Gelombang Pelayangan
Pengamatan yang kami lakukan sebanyak tiga kali dengan perincian sebagai berikut:
– Pengamatan 1 : Superposisi dari dua gelombang yang memiliki amplitudo dan frekuensi yang sama akan menghasilkan gelombang baru yang muncul didalamnya rapatan dan renggangan dalam amplitudo dan frekuensi yang konstan.
– Pengamatan 2 : Superposisi dari dua gelombang yang memiliki frekuensi yang sama sedangkan amplitudo yang berbeda akan menghasilkan gelombang baru yang memiliki amplitudo yang berubah-ubah dalam pola yang teratur dengan frekuensi yang konstan.
– Pengamatan 3 : Superposisi dari dua gelombang yang memiliki Amplitudo yang sama sedangkan frekuensi yang berbeda akan menghasilkan gelombang baru yang memiliki amplitudo yang konstan dengan frekuensi yang berubah-ubah dalam pola yang teratur.
• Gelombang Kompleks f2 = 600 Hz
Sesuai gambar gelombang kompleks yang kami dapatkan, diketahui bahwa frekuensi 6 Hz terlihat gambar yang gelombangnya renggang menunjukan bahwa semakin kecil frekuensi maka semakin lambat atau renggang dan sebaliknya. Jika frekuensi besar gelombang yang ditampilkan semakin banyak dan berdempetan serta cepat. jadi,pada frekuensi F semakin besar frekuensinya maka mempengaruhi cepat dan mempengaruhi renggangnya suatu gelombang.
SUPERPOSISI GETARAN HARMONIK YANG SALING TEGAK LURUS
Setiap perbandingan dua nilai frekuensi yang berbeda akan menghasilkan gambar yang berbeda. Perbandingan frekuensi 1:1 akan menghasilkan gambar garis lurus / elips/ lingkaran. Frekuensi 1:2 akan menghasilkan gambar seperti dua buah gelombang yang sisi pinggirnya garis lurus. Perbandingan 1:3 akan menghasilkan gambar tiga buah gelombang yang sisi pinggirnya pada gelombang pertama dan ketiga membentuk garis lurus. Dan pada perbandingan frekuensi 2:3 akan menghasilkan gambar seperti banyak gelombang.
Namun, pada dasarnya gambar-gambar tersebut tidak berarti akan menghasilkan seperti gambar yang dijelaskan Karena pada lissajous gambarnya akan selalu bergerak atau tidak diam. Dapat berupa gambar tersebut namun dalam kondisi selalu berputar pada sumbu 90°.
• GAMBAR LISSAJOUS SECARA MANUAL
Jika penomoran pada lingkaran dilakukan dengan arah sama maka arah gambar lissajous yang terbentuk akan berlawanan dengan gambar lissajous yang semestinya, meskipun fasenya sama.
Pada dasarnya penggambaran lissajous secara manual jika dibandingkan dengan gambar lissajous pada layar osiloskop gambar maka hasilnya akan sama. Hanya saja gambar yang dihasilkan pada layar osiloskop bergerak dan tidak diam juga pada setiap perubahan fasanya terlihat perbedaan yang kontinu.
Jadi, suatu gelombang dipengaruhi oleh frekuensi dan amplitudo. Dan jika ada dua gelombang bertemu dengan merambat secara sejajar, maka gelombang tersebut dapat berupa gelombang kompleks atau pelayangan dan juga jika dua gelombang bertemu saling tegak lurus maka akan menghasilkan gambar lissajous pada osiloskop.
Jadi, suatu gelombang dipengaruhi oleh frekuensi dan amplitudo dan superposisi dari dua gelombang akan menghasilkan gelombang baru yang sifat-sifatnya merupakan campuran dari sifat-sifat kedua gelombang tersebut. Kerja dari osiloskop juga dipengaruhi oleh tegangan arus AC yang tidak stabil, sehingga dapat berpengaruh pada citra gelombang yang dihasilkan osiloskop.
Lampiran :