Sebuah beban bermassa m yang diikatkanpadaujung kanan sebuahpegas dengan konstanta pegas k diletakkan pada lantai datar denganujung pegas sebelah kiri terikat padadinding. Beban ditarik ke kanan sampai ke titik A yang berjarak a dari titiksetimbang dan kemudian dilepaskansehingga berosilasi.Setelah dilepas,beban bergerak ke kiri melewati titiksetimbang O dan berhenti sesaat pada jarak b di sebelah kiri titik setimbang.Kemudian, beban bergerak ke kanandan berhenti sesaat pada jarak c di sebelah kanan titik setimbang. Apabila Ek adalah energi kinetik sistem dan Ek di O sama dengan 2 1 ​ k b 2 , maka .... (UTBK 2019)

Pembahasan

Diketahui: Beban diikatkan ke ujung kanan pegas Ujung kiri pegas terikat pada dinding m b e ban ​ = m k p e g a s ​ = k Terjadi gerak osilasi Jarak titik setimbang O ke titik + 4 m u A ( kanan ) = a Jarak titik setimbang O ke titik B ( kiri ) = b E k O ​ = 2 1 ​ k b 2 Ditanya: Hubungan jarak yang tepat = ... ? Penyelesaian: Ketika benda yang berosilasi bergerak dari titik kesetimbangan menuju titik amplitudo terjadi perubahan energi dari energi kinetik menjadi energi potensial begitu pula sebaliknya dengan berlaku hukum kekekalan energi mekanik.Maka, pada soal iniberlaku titik A merupakan titik amplitudo karena pada awalnya benda ditarik sampai titik A dan titik B juga merupakan titik amplitudo yang ditandai dengan pada saat benda mencapai titik B benda berhenti sesaat. Berdasarkan hukum kekekalan energi mekanik diperoleh: E M O ​ = E M A ​ E K O ​ = E P A ​ 2 1 ​ k b 2 = 2 1 ​ k a 2 b 2 = a 2 b = a . Dengan demikian, hubungan yang tepat adalah b = a . Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah D.