Sebuah benda mengalami getaran selaras dengan ampl...

Question

Sebuah benda mengalami getaran selaras dengan amplitudo 40 cm. Jika tenaga potensial pada simpangan terjauh 10 J, maka tenaga potensial pada simpangan 20 cm adalah .. .. 
A. 5 J
B. 20 J
C. 2,5 J
D. 40 J
E. 1 00 J

R. Mangnga · Accepted Answer

Jawaban : C. 2,5 J

Diketahui :
A = 40 cm = 0,4 m
Ep1 = 10 J
x = 20 cm = 0,2 m

Ditanya :
Ep2 =......?

Pembahasan :
Untuk dapat mengerjakan soal tersebut perlu memahami konsep tentang getaran harmonik sederhana.
Getaran (gerak) harmonik sederhana merupakan gerak bolak-balik suatu benda yang melewati titik keseimbangan tertentu dengan banyaknya getaran benda dalam setiap sekon selalu konstan. Gerak harmonik sederhana memiliki amplitudo (simpangan maksimum) dan juga frekuensi yang tetap.
Pada soal tersebut ditanyakan mengenai energi potensial. Energi potensial benda yang mengalami getaran harmonik dirumuskan sebagai berikut.
Ep = 1/2.kx^2
Energi potensial jika dijumlahkan dengan energi kinetik menghasilkan energi mekanik dengan persamaan seperti berikut.
Ep+Ek = Em
Em= 1/2.kA^2​
Karena yang diketahui pada soal adalah amplitudo dan energi potensial serta tidak ada energi kinetiknya. Maka, energi mekanik untuk simpangan pertama bernilai sama dengan energi potensialnya.
Em = Ep + 0
Em = Ep
 Ep1 = 1/2.kA^2
Sehingga untuk mencari nilai energi potensial pada simpangan 20 cm kita dapat menggunakan perbandingan:

Ep2 / Ep1 = 1/2.kx^2 / 1/2.kA^2
Ep2 / Ep1 = x^2 / A^2
Ep2 / 10 = (0,2)^2 / (0,4)^2
Ep2 / 10 = 4/16
Ep2 = 10. 4 / 16
​Ep2 = 2,5J

Jadi, tenaga potensial pada simpangan 20 cm adalah 2,5 J

Sebuah benda mengalami getaran selaras dengan amplitudo 40 cm. Jika tenaga potensial pada simpangan terjauh 10 J, maka tenaga potensial pada simpangan 20 cm adalah .. .. A. 5 J B. 20 J C. 2,5 J D. 40 J E. 1 00 J

Mau pemahaman lebih dalam untuk soal ini?

Pertanyaan serupa