Suatu fenomena yang terjadi
dengan berputarnya poros pada kecepatan-kecepatan tertentu adalah getaran yang
sangat besar, meskipun poros dapat berputar dengan sangat mulus pada
kecepatan-kecepatan lainnya. Pada kecepatan-kecepatan semacam ini dimana
getaran menjadi sangat besar, dapat terjadi kegagalan diporos atau
bantalan-bantalan. Atau getaran dapat mengakibatkan kegagalan karena tidak
bekerjanya komponen-komponen sesuai dengan fungsinya, seperti yang terdapat
pada sebuah turbin uap dimana ruang bebas antara rotor dan rumah sangat kecil.
Getaran semacam ini dapat mengakibatkan apa yang disebut dengan olakan poros,
atau mungkin mengakibatkan suatu osilasi puntir pada suatu poros, atau
kombinasi keduanya. Mungkin kedua peristiwa tersebut berbeda, namun akan dapat
ditunjukkan bahwa masing-masing dapat ditangani dengan cara yang serupa dengan
memperhatikan frekuensi-frekuensi pribadi dari osilasi. Karena poros-poros pada
dasarnya elastik, dan menunjukkan karakteristik-karakteristik pegas, maka untuk
mengilustrasikan pendekatan dan untuk menjelaskan konsep-konsep dari suku-suku
dasar yang dipakai dan digunakan analisa sebuah sistem massa dan pegas yang
sederhana.
a.
Massa bergerak di bidang horizontal
Gambar
dibawah memperlihatkan suatu massa dengan berat W pound yang diam atas suatu
permukaan licin tanpa gesekan dan diikatkan ke rangka stasioner melalui sebuah
pegas. Dalam analisa, massa pegas akan diabaikan. Massa dipindahkan sejauh x dari posisi keseimbangannya, dan
kemudian dilepaskan. Ingin ditentukan tipe dari
gerakan maka dapat menggunakan persamaan-persamaan Newton dan dengan persamaan
energi
b.
Massa bergetar di suatu bidang vertikal
Gambar
dibawah memperlihatkan massa yang digantung dengan sebuah pegas vertikal. Bobot
menyebabkan pegas melendut sejauh xst.
bayangkan massa ditarik kebawah pada suatu jarak xo dari posisi keimbangannya dan kemudian dilepaskan dan
ingin diketahui geraknya sebagai efek gravitasi
c.
Olakan poros
Akan dibahas olakan poros
untuk mengilustrasikan mengapa poros-poros menunjukkan lendutan yang sangat
besar pada suatu kecepatan dari operasi, meskipun poros dapat beputar secara
mulus pada kecepatan-kecepatan yang lebih rendah atau lebih tinggi. Gambar
dibawah menunjukkan sebuah poros dengan panjang L cm ditumpu oleh bantalan pada ujung-ujungnya, sebuah piringan
yang dipandang sebagai sebuah massa terpusat dan beratnya W newton, aksi giroskop dari massa akan diabaikan, dan selanjutnya
akan diasumsikan poros bergerak melalui sebuah kopling yang bekerja tanpa
menahan lendutan poros. Poros dipandang vertikal sehingga gravitasi dapat
diabaikan, meskipun hasil-hasil yang didapatkan akan sama apakah poros vertikal
atau horizontal.
Apabila
titik berat dari massa ada di sumbu puntir, maka tidak akan ada ketakseimbangan
macam apapun yang dapat menyebabkan poros berputar di suatu sumbu lain diluar
sumbu poros. Namun dalam prakteknya, kondisi semacam itu tidak dapat dicapai,
dan titik berat piringan ada di suatu jarak e
yang boleh dikatakan kecil, dari pusat geometrik piringan. Dengan titik berat
yang di luar sumbu putar atau sumbu bantalan, terdapat suatu gaya inersia yang
mengakibatkan poros melendut, dimana lendutan pusat poros dinyatakan dengan r, seperti pada gambar dibawah,
 |
| Gerak dan gaya-gaya untuk sebuah piringan pada suatu poros yang berpitar
terhadap satu sumbu tetap (a) nampak
depan (b) nampak atas |
 |
| a) masa
bergetar secara vertical dengan frekuensi pribadi yang sama seperti masa yang bergetar secara horizontal
dan osilasi terjadi pada posisi keseimbangan (b)DBB dari sistem |
 |
| (a) massa bergetar secara
horizontal. (b) kerja yang dilakukan pada pegas adalah luas
dibawah kurva gaya-lendutan |
Pusat geometri dari
piringan, O adalah sama dengan pusat
poros pada piringan. Ketika poros berputar, titik tinggi T akan berputar
terhadap sumbu bantalan, S. Gaya
inersia piringan diseimbangkan oleh apa yang dapat disebut dengan gaya pegas
dari poros ketika poros berputar. Gaya inersia, untuk sebuah massa yang
berputar terhadap satu pusat tetap,
suatu saat
