Jawaban yang benar untuk pertanyaan tersebut adalah C.
Diketahui:
y=31A
Ditanya: perbandingan energi potensial dan energi kinetik benda (EP : EK)?
Penyelesaian:
Benda yang bergerak harmonik memiliki energi potensial dan energi kinetik. Jumlah kedua energi ini disebut energi mekanik. Energi potensial dapat dirumuskan berdasarkan perubahan gaya yang bekerja pada gerak harmonik. Energi potensial berbanding lurus dengan simpangannya. Energi potensial gerak harmonik dirumuskan sebagai berikut.
EP=21ky2
Keterangan:
EP=energi potensial (J)
k=konstanta pegas (N/m)
y=simpangan (m)
Energi kinetik getaran harmonik dirumuskan sebagai berikut.
EK=21k(A2−y2)
Keterangan:
EK=energi kinetik (J)
A=amplitudo (m)
y=simpangan (m)
Energi Mekanik memiliki persamaan sebagai berikut.
EM=21kA2 dan EM=EK+EP
Hitung nilai EP dengan persamaan sebagai berikut.
EP====21ky221k(31A)291(21)kA291EM J
Hitung Ek dengan persamaan sebagai berikut.
EK===EM−EPEM−91EM98EM J
Sehingga diperoleh perbandingan energi potensial dan energi kinetik benda sebagai berikut:
EKEP==98EM91EM81
Dengan demikian perbandingan energi potensial dan energi kinetik benda adalah 1 : 8.