Benda 1 kg digantungkan pada ujung pegas yang digantungkan vertikal pada atap laboratorium menyebabkan pegas bertambah panjang 10 cm. Setelah setimbang, pegas ditarik ke bawah 10 cm, kemudian dilepas, maka akan terjadi getaran selaras. Jika percepatan gravitasi bumi 10 m/s2 saat simpangan getarnya 5 cm, berlaku: Kecepatan getarannya 1,2 m/s Percepatan getarannya 5 m/s2 Energi kinetik getarannya adalah 0,72 J Energi potensial getarannya adalah 0,125 J (UM UNDIP 2009)

Pertanyaan

Benda 1 kg digantungkan pada ujung pegas yang digantungkan vertikal pada atap laboratorium menyebabkan pegas bertambah panjang 10 cm. Setelah setimbang, pegas ditarik ke bawah 10 cm, kemudian dilepas, maka akan terjadi getaran selaras. Jika percepatan gravitasi bumi 10 m/s² saat simpangan getarnya 5 cm, berlaku:

Kecepatan getarannya 1,2 m/s
Percepatan getarannya 5 m/s²
Energi kinetik getarannya adalah 0,72 J
Energi potensial getarannya adalah 0,125 J $\;$

(UM UNDIP 2009)

1, 2, dan 3 SAJA yang benar. $\;\;$
1 dan 3 SAJA yang benar. $\;\;$
2 dan 4 SAJA yang benar.
HANYA 4 yang benar. $\;\;$
SEMUA pilihan benar. $\;\;$

Y. Maghfirah

Master Teacher

Jawaban terverifikasi

Jawaban

jawaban yang benar C. $\;\;\;$

Pembahasan

Diketahui:

m = 1 kg

$\triangle x$ = 10 cm = 0,1 m

A = 10 cm = 0,1 m

y = 5 cm = 0,05 m

g = 10 m/s²

Ditanya: v, a, Ek, Ep ?

Jawab:

Berdasarkan hukum hooke besarnya gaya pemulih adalah $F=k\cdot\triangle x$ , sehingga nilai konstanta pegas (k)

$table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row k equals cell fraction numerator F over denominator increment x end fraction end cell row blank equals cell space fraction numerator m g over denominator increment x end fraction end cell row blank equals cell fraction numerator 10 over denominator 0 comma 1 end fraction end cell row blank equals cell 100 space straight N divided by straight m end cell end table$

Dengan menggunakan persamaan energi mekanik $\left(\frac12kA^2=\frac12mv^2+\frac12ky^2\right)$ kita bisa mendapatkan kecepatan (v)

$\begin{array}{rcl}v&=&\sqrt{\frac km}\cdot\sqrt{A^2-y^2}\\&=&\sqrt{\frac{100}1}\cdot\sqrt{0,1^2-0,05^2}\\&=&10\cdot\sqrt{0,0075}\\&=&0,5\sqrt3\;\mathrm m/\mathrm s\end{array}$

Percepatan adalah perubahan kecepatan per satuan waktu, besar percepatan pada pegas dirumuskan $\begin{array}{rcl}a&=&-\omega^2y\end{array}$

$\begin{array}{rcl}a&=&-\omega^2y\\&=&-\frac km\cdot y\\&=&-\frac{100}1\cdot0,05\\&=&-5\mathrm m/\mathrm s^2\end{array}$

Energi kinetik adalah energi yang ada karena gerak benda, energi kinetik pada pegas dirumuskan $Ek=\frac12k\left(A^2-y^2\right)$

$\begin{array}{rcl}Ek&=&\frac12k\left(A^2-y^2\right)\\&=&\frac12\cdot100\cdot\left(0,1^2-0,05^2\right)\\&=&0,375\;\mathrm J\end{array}$

Energi potensial adalah energi yang ada karena kedudukan/posisi benda, energi potensial pada pegas dirumuskan $Ep=\frac12ky^2$

$\begin{array}{rcl}Ep&=&\frac12ky^2\\&=&\frac12\cdot100\cdot0,05^2\\&=&0,125\;\mathrm J\end{array}$

Jadi pernyataan yang sesuai adalah pernyataan nomor 2 dan 4.

Dengan demikian jawaban yang benar C. $\;\;\;$

1rb+

4.5 (2 rating)

Pertanyaan serupa

Sebuah benda yang bergerak harmonis sederhana, simpangannya dinyatakan dengan persamaan y = 4 sin 0,1t, dengan t dalam detik dan y dalam meter. Simpangan, kecepatan, dan percepatan benda setelah berge...

5rb+

4.0

Jawaban terverifikasi

Suatu benda bergetar harmonik sederhana dengan amplitudo 8 cm dan frekuensi 0,5 Hz, saat energi potensial 31 kali energi kinetiknya, maka besar percepatan benda adalah .... (gunakan π2 = 10). (S...

1rb+

1.0

Jawaban terverifikasi

Titik materi bergetar secara harmonis, bila pada suatu saat didapatkan energi kinetiknya sama dengan tiga kali energi potensialnya, maka sudut fasenya saat itu adalah ....

109

0.0

Jawaban terverifikasi

Pada suatu saat energi potensial benda yang bergetar sama dengan energi kinetiknya. Bila frekuensi sudut getaran ω dan amplitudonya A, maka kecepatan benda sebesar ....

0.0

Jawaban terverifikasi

Pada saat energi kinetik benda yang bergetar selaras sama dengan energi potensial nya maka ....

2.5

Jawaban terverifikasi