Latihan Soal Eastisitas dan Gerak Harmoni Sederhana

Latihan 3

A.           Pilihan Ganda

1.            Kawat P mempunyai panjang L, luas penampang A, modulus Young E dan kawat Q mempunyai panjang 3/4 L, luas penampang 1,5A, dan modulus Young 2E, masing-masing dikenakan gaya F. Perbandingan panjang kawat P dan Q adalah…

A.  2:3                                        D. 4:1

B.  1:4                                        E. 3:5

C.  3:2

2.            Diantara kasus berikut ini :

(1)   air yang berada di tempat yang tinggi

(2)   busur panah yang tergantung

(3)   bola yang menggelinding di lantai

Benda yang memiliki energi kinetik adalah benda pada kasus nomor ….

A.      (1) saja                             D. (2) saja

B.       (2) dan (3)                       E. (3) saja

C.       (1) dan (2)

3.            Salah satu cara untuk mempertahankan elastisitas dari suatu bahan adalah ….

A.      memberi gaya yang lebih besar dari batas ambang elastis

B.       memberikan gaya yang masih berada dalam daerah elastis

C.       mengubah bentuk benda

D.      menarik-narik benda tersebut

E.       memanaskan benda tersebut

4.       Sebuah pegas memiliki konstanta elastisitas x. Jika gaya yang diberikan pada pegas melebihi elastisitasnya maka ….

A.      pegas tidak menjadi elastis lagi

B.       pegas tetap elastis

C.       pegas tidak berubah

D.      pegas bertambah elastisitasnya

E.       tidak terjadi apa-apa

5.    Pegas bertambah kencang grafik hubungan gaya (F) terhadap pertambahan panjang (x) dari dua pegas A dan pegas B seperti gambar di bawah, maka….

A.  konstanta A = konstanta B       

B.  konstanta A < konstanta B

C.  konstanta A 2 x konstanta B

D. konstanta A ½ x konstanta B

E.   konstanta A 4 x konstanta B

6.           

Pegas disusun secara seri dan paralel seperti gambar di bawah :

Ujung pegas digantungi beban yang sama besar. Bila konstanta pegas k₁ = k₂ = k₃ = k₄ = k, maka perbandingan periode susunan seri dan paralel adalah ….

A.      5 : 4                                   D. 1 : 2

B.       2 : 1                                   E. 2 : 3

C.       3 : 2                                  

7.   Percobaan menggunakan pegas yang digantung menghasilkan data sebagai berikut:

Percobaan	F (N)	Dx (cm)
1	88	11
2	64	8
3	40	5

Dapat disimpulkan pegas memiliki tetapan sebesar…

A.      800 N/m               D. 0,8 N/m

B.       80 N/m                 E. 0,08 N/m

C.       8 N/m

8.       Dua pegas identik masing-masing dengan konstanta 1000 N/m disusun paralel. Jika  g = 10 m/s², maka akibat beban B = 10 kg susunan pegas memiliki energi potensial sebesar.

A.      5 J                                       D. 31 J

B.       3,13 x 10^-3 J                     E. 20 J           

C.       6,25 x 10^-1 J        

9.     Jika pegas diberikan gaya sebesar 400 N dan mengalami pertambahan panjang sebesar  4 cm, maka tetapan pegasnya adalah ….

A.    1 N/m                                       D. 100 N/m

B.     1000 N/m                                E. 10.000 N/m

C.     10 N/m

10.  Persamaan simpangan gerak harmonik sederhana adalah y = 4 sin 0,1t dengan y dalam meter dan t dalam sekon. Simpangan, kecepatan, dan percepatan benda setelah bergerak 5π sekon adalah ….

A.    0 m; 0,4 m/s; - 0,04 m/s²         

B.     4 m; 0 m/s; - 0,04 m/s²

C.     4 m; 0,4 m/s; - 0,04 m/s²        

D.    4 m; 0 m/s; 0,04 m/s²

E.     4 m; 0,4 m/s; - 0,04 m/s²

11.Suatu partikel melakukan gerak harmonik sederhana dengan persamaan simpangan y=A sin ωt. Pada saat energi kinetiknya sama dengan 3 kali energi potensialnya, maka simpangannya adalah ….

A.    1/3 A                                         D. 1/2√2 A

B.     1/2√3 A                                    E. 1/3√3 A

C.     ½ A

12. Persamaan simpangan gerak harmonik sederhana adalah y = 0,04 sin 0,2t dengan y dalam meter dan t dalam sekon. Simpangan maksimum, kecepatan maksimum, dan percepatan maksimum benda setelah bergerak adalah ….

A.    0 m; 0,4 m/s; - 0,04 m/s²

B.     0,04 m; 0,008 m/s; - 0,0016 m/s²

C.     0,04 m; 0,004 m/s; - 0,04 m/s²

D.    4 m; 0 m/s; 0,0016 m/s²

E.     4 m; 0,4 m/s; - 0,04 m/s²

13. Sebuah pegas jika diberi gaya 50N dapat bertambah panjang 4 cm. besar energi potensial pegas ketika diberi beban 125N adalah…

A.    6,25 J                                        D. 9,25 J

B.     7,25 J                                        E. 10,25 J

C.     8,25 J

14.  Suatu pegas dengan konstanta k diberi beban bermassa m, kemudian digetarkan dengan frekuensi f. Jika pegas diganti dengan pegas lain dengan konstanta 2k dan massanya diganti dengan benda bermassa  m, maka jika frekuensinya digetarkan akan menjadi ....

A.    f                                               D.   2

B.  f                                               E.    2 f

C.     f

15. Pada benda yang melakukan gerak harmonik sederhana, besaran yang berbanding lurus dengan percepatannya adalah …

            1) Simpangan

            2) Amplitudo

            3) Kecepatan

Pernyataan yang benar adalah …

A.    1 saja                                        D.  1 dan 2

B.     2 saja                                        E.   1 dan 3

C.     3 saja

16.Sebuah partikel bergetar sehingga simpangannya x dari sebuah titik tetap terhadap waktu t, dihubungkan oleh persamaan x = 3 sin 5 π t. Jika x dalam cm dan t dalam s, kita dapat menyimpulkan bahwa partikel :

1.     Bergerak harmonik sederhana

2.     Memiliki frekuensi 2,5 Hz

3.     Memiliki amplitudo 1,5 cm

Pernyataan yang benar adalah …

A.    1, 2, dan 3                               D.  1 saja

B.     1 dan 2 saja                            E.   3 saja

C.     2 dan 3 saja

17.  Sebuah partikel bergerak harmonik dengan periode 6 sekon dan amplitudo 10 cm. Kelajuan partikel pada saat benda 5 cm dari titik kesetimbangannya adalah ....

A.    5 cms^-1                                      D.  11,07 cms^-1

B.     8,51 cms^-1                               E.  19,12 cms^-1

C.     10,07 cms^-1

18. Benda bermassa 200 gram digantungkan pada pegas sehingga pegas bertambah panjang 0,1 m. besarnya periode dan frekuensi osilasi yang timbul pada pegas berturut-turut adalah…

A.    0,4 detik dan 2,5 Hz

B.     0,5 detik dan 2,5 Hz

C.     0,6 detik dan 1,6 Hz

D.    0,6 detik dan 2,6 Hz

E.     0,6 detik dan 3,6 Hz

19. Benda bermassa 0,2 kg digantungkan pada sebuah pegas. Apabila benda tersebut digetarkan dengan frekuensi 10 Hz dan amplitudo 0,2 m, maka energi kinetik benda tersebut pada saat simpangan sama dengan setengah amplitudonya adalah…

A.    1,9p² J                                      D. 1,2p² J

B.     1,7p² J                                      E. 1,0p² J

C.     1,5p² J

B.           Essay

1.      Dua buah kawat baja dengan modulus elastisitas E luas penampang masing-masing A dan 2A dengan panjang sama. Perbandingan pertambahan panjang kawat tunggal yang mempunyai luas penampang 2A dengan dua kawat yang luas penampangnya A di paralel dan diberi gaya masing-masing F adalah…

2.       Dua pegas identik dengan konstanta k dengan sebuah beban bermassa m disusun seri dan kemudian disusun paralel. Tentukanlah :

a.    perbandingan konstanta pegas !

b.   perbandingan periode getarannya !

3.     Sebuah pegas bertambah panjang 5 cm ketika ditarik oleh gaya 15 N. Tentukanlah :

a.   pertambahan panjang pegas jika ditarik oleh gaya 9 N !

b.  gaya tarik untuk meregangkan pegas sejauh 8 cm !

4.          Sebuah pegas panjangnya mula-mula 20 cm. Oleh karena ditarik oleh gaya 20 N, panjang pegas menjadi 25 cm. Tentukanlah konstanta gaya pegas !

5. Suatu pegas dengan konstanta k diberi beban bermassa m, kemudian digetarkan dengan frekuensi f. Jika pegas diganti dengan pegas lain dengan konstanta 2k dan massanya diganti dengan benda bermassa m maka jika frekuensinya digetarkan akan menjadi ....

Tweet