Fisika

Pengertian Resonansi | Jenis dan Contoh Resonansi

Resonansi adalah fenomena yang terjadi ketika suatu benda atau sistem bergetar pada frekuensi tertentu yang sesuai dengan frekuensi alami atau frekuensi resonansi benda tersebut. Resonansi dapat terjadi dalam berbagai konteks, baik dalam fisika, musik, elektronika, maupun bidang lainnya.

Dalam fisika, resonansi sering terjadi pada sistem yang memiliki elemen yang dapat bergetar, seperti pegas atau tali. Ketika sistem tersebut diberi impuls energi pada frekuensi yang sesuai dengan frekuensi alami sistem, getaran akan menjadi semakin kuat dan amplitudo getaran akan meningkat. Fenomena ini terjadi karena energi yang diberikan pada frekuensi resonansi akan bertambah seiring dengan waktu, sehingga sistem bergetar dengan amplitudo yang lebih besar.

Contoh yang sering digunakan untuk menjelaskan resonansi adalah ayunan. Jika kita mendorong ayunan dengan frekuensi yang sesuai dengan frekuensi alami ayunan tersebut, ayunan akan bergetar dengan amplitudo yang lebih besar. Namun, jika kita mendorong ayunan dengan frekuensi yang tidak sesuai, ayunan akan bergetar dengan amplitudo yang lebih kecil atau bahkan tidak bergetar sama sekali.

Resonansi juga memiliki peran penting dalam bidang musik. Misalnya, dalam instrumen musik seperti gitar, resonansi terjadi ketika senar bergetar pada frekuensi resonansi yang sesuai dengan senar tersebut. Hal ini menghasilkan suara yang khas dan memperkaya kualitas suara yang dihasilkan.

Selain itu, resonansi juga digunakan dalam bidang elektronika, khususnya dalam rangkaian resonansi. Rangkaian resonansi terdiri dari komponen elektronik seperti kapasitor dan induktor yang bekerja pada frekuensi resonansi tertentu. Rangkaian resonansi digunakan dalam aplikasi seperti penerima radio, filter frekuensi, dan osilator.

Dalam kesimpulan, resonansi adalah fenomena yang terjadi ketika suatu benda atau sistem bergetar pada frekuensi yang sesuai dengan frekuensi alami atau frekuensi resonansi benda tersebut. Resonansi dapat terjadi dalam berbagai konteks, seperti fisika, musik, elektronika, dan bidang lainnya. Memahami resonansi membantu kita dalam memahami perubahan getaran, kualitas suara, dan desain rangkaian elektronik.

Hal Penting untuk Resonansi

Dalam Fisika, banyak sekali sistem yang memiliki sifat berosilasi dengan amplitudo yang lebih besar pada frekuensi tersebut, dan kondisi itu disebut Resonansi. Resonansi adalah gelombang yang dihasilkan oleh suatu benda ketika bergetar dengan kecepatan yang sama dengan gelombang dari benda lain. Frekuensi di mana osilasi frekuensi tertinggi ditemukan disebut Frekuensi Resonansi.

Kejadian resonansi dikaitkan dengan semua jenis getaran atau gelombang. Resonansi dapat terjadi dengan fungsi gelombang Mekanik, Bunyi, dan Elektromagnetik.

Ada tiga hal yang diperlukan untuk terjadinya Resonansi, yaitu:

1. Benda atau Sistem yang memiliki frekuensi alami.

2. Driving Force yang frekuensinya sama dengan frekuensi alami suatu sistem.

3. Unsur-unsur yang dapat menghancurkan energi sistem harus paling sedikit.

(Catatan – Dalam suatu sistem, Gesekan, Viskositas, dan Resistansi adalah beberapa unsur yang bertanggung jawab atas hilangnya energi.)

Beberapa Implikasi Resonansi

Beberapa implikasi dari frekuensi resonansi adalah sebagai berikut:

1. Sangat mudah untuk menggetarkan suatu benda pada frekuensi alaminya, tetapi sulit untuk menggetarkan suatu benda pada frekuensi yang lain.

2. Benda yang bergetar hanya memilih frekuensi tersebut dari eksitasi kompleks yang sama dengan frekuensinya. Dengan demikian, ia bekerja seperti Filter.

3. Sebagian besar benda bergetar memiliki beberapa frekuensi Resonansi.

Contoh Resonansi –

Beberapa contoh Resonansi adalah sebagai berikut:

1. Ayunan – Saat mendorong ayunan, perlu diingat bahwa dorongan harus diberikan pada interval yang sama yang merupakan rotasi alami ayunan, dan kemudian dimensi ayunan itu hanya bertambah. Artinya, setiap kali tempat tidur gantung membuat sudut lebih dari posisi rata-ratanya. Sebaliknya, jika didorong pada frekuensi lain tanpa mempertimbangkan seperti yang disebutkan di atas, efeknya bisa sangat rendah, nol atau negatif.

2. Radio dan Televisi – Ada sirkuit yang disetel di dalam radio dan TV yang membantu mendengar atau melihat saluran. Ketika kita memutar ‘nab’ radio, itu sebenarnya mengubah frekuensi resonansi dari rangkaian yang disetel ini. Setiap kali frekuensi resonansi dari rangkaian ini cocok dengan frekuensi stasiun atau saluran mana pun, saluran itu kita terima.

[I(omega) proptofrac{frac{Gamma}{2}}{(omega – Omega)^{2} + (frac{Gamma}{2})^{2} }].

3. Laser – Laser adalah gelombang elektromagnetik, tetapi titik istimewanya adalah sangat konvergen, yaitu frekuensi semua foton sama dengan atau sangat dekat dengan satu frekuensi. Selain itu, fase semua getaran juga sama. Laser juga diproduksi dengan menggunakan resonansi optik dalam rongga optik.

4. Suara – Instrumen musik memiliki pengaturan khusus untuk resonansi suara.

5. Gelas Anggur Kristal pecah ketika bersentuhan dengan nada musik dengan nada yang tepat

Prinsip Resonansi – Jika frekuensi resonansi osilator linier adalah dan dijalankan dari frekuensi sumber , maka intensitas osilasi muncul dari persamaan berikut:

f=12πΓ Di sini menunjukkan situasi redaman jika sistem disebut Linewidth. Linewidth berbanding lurus dengan kelembaban Sistem. Intensitas berbanding lurus dengan kuadrat Amplitudo dan lebar garis berbanding terbalik dengan faktor Q, dan faktor Q merupakan ukuran ketajaman Resonansi

Jenis Resonansi

Ada banyak jenis Resonansi yaitu sebagai berikut:

Resonansi Mekanik dan Akustik – Dalam Sistem Mekanik, Resonansi Mekanik adalah sifat untuk merespons pada amplitudo yang lebih besar, ketika frekuensi osilasinya sesuai dengan frekuensi getaran alami sistem (Frekuensi Resonansi)

Di sini, m menunjukkan Massa dan k menunjukkan Konstanta Pegas.

[f = frac{1}{2pi} sqrt{frac{k}{m}}]

Frekuensi Resonansi untuk jarak kecil dihitung dengan rumus yang diberikan di bawah ini:

[f = frac{1}{2pi} sqrt{frac{g}{L}}]

Di sini, g menunjukkan percepatan gravitasi, dan L menunjukkan panjang.

Resonansi akustik merupakan hal yang penting untuk alat musik karena resonator digunakan di sebagian besar alat musik akustik seperti senar dan badan biola, dan panjang tabung dalam seruling. Selain alat musik Akustik, Resonansi Akustik juga merupakan hal yang penting untuk pendengaran. Resonansi Akustik membantu kita dalam mendengar.

Resonansi Listrik – Dalam rangkaian Listrik, Resonansi Listrik terjadi ketika reaktansi induktif dan reaktansi kapasitif sama besarnya. Di beberapa rangkaian listrik, Resonansi Listrik terjadi, ketika impedansi antara input dan output dari rangkaian listrik hampir nol, dan fungsi transfer rangkaian mendekati satu. Dalam rangkaian listrik, impedansi seri dari dua unsur adalah minimum, dan impedansi paralel maksimum ketika resonansi listrik terjadi.

Reaktansi induktif dan reaktansi kapasitif besarnya sama, L = 1/ωC, jadi:

[omega = frac{1}{sqrt{LC}}]

Dimana = 2πf

f = frekuensi Resonansi, hertz

L = Induktansi, Henry

C = Kapasitansi, Farad

Kualitas Resonansi ditentukan oleh faktor Q. Faktor Q adalah suatu parameter dalam Fisika yang tidak berdimensi. Seberapa rendah redaman osilator atau resonator akan dijelaskan oleh faktor Q. Ini juga mencirikan bandwidth resonator relatif terhadap frekuensi pusatnya. Jika faktor Q semakin tinggi, kehilangan energi semakin rendah. Jika faktor Q semakin rendah, kehilangan energi semakin tinggi.

Rangkaian RLC terdiri dari resistansi, induktansi, dan kapasitansi yang dihubungkan secara seri atau paralel dalam resonansi listrik. Rangkaian RLC hampir sama dengan rangkaian LC, namun hanya ada satu perbedaan. Dalam rangkaian RLC, sebuah resistor hadir yang mengurangi kehilangan energi dalam suatu rangkaian. Efek dari Resistor ini disebut Redaman. Terlepas dari ini, resistor mengurangi frekuensi resonansi puncak osilasi teredam.

Resonansi Optik

Optical Resonator adalah bagian dari Laser yang terdiri dari dua cermin, satu sangat reflektif dan satu sebagian reflektif. Resonator optik adalah komponen utama dari Laser yang mengelilingi media gain dan memberikan umpan balik dari sinar laser. Optical Resonator juga digunakan dalam osilator parametrik optik dan beberapa interferometer. Resonator optik memiliki faktor Q besar yang berarti hanya ada sedikit energi yang hilang.

Resonansi Orbital

Dalam mekanika angkasa, ketika benda-benda yang mengorbit memberikan pengaruh gravitasi periodik yang teratur satu sama lain, biasanya karena periode orbitnya terkait dengan rasio bilangan bulat kecil, saat itu terjadi Resonansi Orbit.

Periode orbit dari benda-benda yang mengorbit ini mungkin berhubungan dengan rasio dua bilangan bulat kecil. Perubahan Gaya Gravitasi tubuh adalah alasan di balik ini yang berputar satu sama lain. Stabilitas Tata Surya pertama kali diperiksa oleh ahli matematika dan astronom besar Prancis Laplace.

Saat satelit mengelilingi planet atau duabintang mengelilingi satu sama lain, gaya gravitasi dapat berubah sedikit. Perubahan ini sebagian karena bentuk orbit yang elips, dan planet serta bintang biasanya tidak berbentuk bola. Dalam kondisi ini, gaya mungkin tidak stabil, sehingga pasangan yang lebih kecil dapat berubah hingga gaya stabil, dan satelit berakhir dengan satu wajah menghadap planetnya karena itu adalah posisi paling stabil.

Resonansi Atom, Partikel, dan Molekul

Resonansi magnetik nuklir (NMR) adalah nama utama dari Resonansi Atom. Resonansi magnetik nuklir terutama digunakan dalam teknik pencitraan medis canggih, seperti dalam pencitraan resonansi magnetik (MRI).

Resonansi magnetik nuklir juga digunakan untuk mempelajari fisika molekuler, kristal, dan bahan non-kristal. Fitur utama resonansi magnetik nuklir adalah frekuensi resonansi suatu zat yang berbanding lurus dengan kekuatan medan magnet yang diterapkan.

Fitur utama resonansi magnetik Nuklir ini digunakan dalam teknik pencitraan seperti Jika suatu objek ditempatkan ke dalam medan magnet yang tidak seragam maka frekuensi resonansi inti Objek bergantung pada lokasi di mana mereka ditempatkan.

Resonansi paramagnetik elektron yang lebih dikenal sebagai Electron Spin Resonance (ESR) adalah teknik spektroskopi yang mirip dengan resonansi magnetik Nuklir, tetapi cara kerjanya sangat berbeda satu sama lain. Resonansi paramagnetik elektron menggunakan elektron yang tidak berpasangan.

Dalam rumus utama Resonansi jika diganti dengan massa partikel M, dan adalah laju peluruhan maka mereka juga dapat dianggap sebagai partikel yang tidak stabil. Rumus ini berasal dari perambatan partikel, di mana massanya diganti dengan bilangan kompleks M + I. Dengan teorema optik, rumus ini selanjutnya terkait dengan laju peluruhan partikel.

Post terkait

Resonansi: Tarian Getaran yang Harmonis

Contoh Bunyi Dihasilkan oleh Getaran Benda

Related Posts