BAB GERAK HARMONIS SEDERHANA DAN ELASTISITAS

Nama : Putri Ardiana Puspita Sari (XI IPA 4/25)

1. Konstanta tiga buah pegas berturut-turut; k1 = 15 N/m, k2 = 20 N/m, dan k3 = 60 N/m. Jika ketiganya dipasang seri, tetapan pegas penggantinya sebesar . . . N/m.a. 5b. 7,5c. 10d. 12,5e. 15

Pembahasan :

1k total

= 1k1

+ 1k2

+ 1k3

= 115

+ 120

+ 160

= 860

k s=7,5N /m

2. Sepotong kawat logam homogen dengan panjang 160 cm dan luas penampang 0,02 cm2 di tarik dengan gaya 150 N dan bertambah panjang 0,1 cm. Modulus elastisitas bahan kawat logam tersebut . . . N/m2

a. 1,2 x 108

b. 1,2 x 109

c. 1,2 x 1010

d. 1,2 x 1011

e. 1,2 x 1017

Pembahasan :

Y = F LA ∆ L

= 150 x1,6

2 .10−6 x1 .10−3 = 1,2 x 1011

3. Energi potensial pegas yang dimampatkan sejauh 15 cm sebesar 6 x 10-3 joule. Gaya yang digunakan untuk menekan pegas tersebut sebesar . . . Na. 8 x 10-6

b. 0,08c. 0,008d. 0,8e. 8

Pembahasan : Ep = 12F∆ x=2

(2 x10−3 )0,15

= 0,008

4. Perbandingan gaya yang diberikan ke pegas terhadap luas penampangnya disebut . . .a. Stressb. Strainc. Modulus Young

d. Kekenyalane. Mampatan

5. Tiga buah pegas yaitu pegas A, pegas B, dan pegas C. Pegas A dan pegas B disusun secara paralel lalu disusun secara seri dengan pegas C. Konstanta gaya setiap pegas sebesar k. Konstanta gaya pegas pengganti sebesar . . . k.

a.13

b.23

c.43

d.32

e.52

Pembahasan : k pAB=k A+kB=2k

1ks

= 1k pAB

+ 1kC

= 12k

+ 1k= 32k

k s=23k

6. Kawat aluminium yang panjangnya 250 cm dan berjari-jari 0,5 mm ditekan dengan gaya sebesar 15,7 N. Tegangan yang dialami kawat sebesar . . . N/m2.a. 2 x 10-2 b. 2 x 10-1

c. 2 x 105

d. 2 x 106

e. 2 x 107

Pembahasan : σ= FA

σ= F

π r2= 15,7

(3,14)¿¿

7. Besarnya pertambahan panjang suatu pegas sebanding dengan . . .a. Gaya yang mempengaruhinyab. Frekuensi sudutnyac. Waktu yang mempengaruhinyad. Massanyae. Panjang mula-mula pegas tersebut

8. Thomas Young adalah seorang fisikawan yang memiliki daftar panjang prestasi karena kerjanya, termasuk memperkenalkan modulus elastis. Dimensi modulus elastis adalah . . .a. MT-2

b. MLT-2

c. ML-1T-2

d. ML-1T-1

e. ML-1T9. Bunyi hukum Hooke yaitu . . .

a. Tegangan yang diberikan pada zat padat sebanding dengan regangan yang dihasilkannya dalam batas elastis zat padat

b. Benda bergerak bolak-balik di sekitar titik keseimbangannyac. Perbandingan tegangan yang bekerja pada sebuah benda dengan regangan yang

dihasilkand. Gaya yang bekerja pada sebuah benda yang mengakibatkan benda tersebut bergerak

dengan lintasan melingkare. Gaya yang besarnya sebanding dengan simpangan dan selalu berlawanan arah dengan

arah simpangan (posisi)10. Prinsip susunan seri beberapa buah pegas yang SALAH adalah sebagai berikut, kecuali . . .

a. Gaya tarik pada pegas pengganti F sama dengan total gaya tarik pada tiap pegas (F1 dan

F2)b. Pertambahan panjang tiap pegas sama besar dan pertambahan panjang ini sama dengan

pertambahan panjang pegas penggantic. Tetapan pegas pengganti paralel sama dengan total dari tetapan tiap-tiap pegas yang

disusun paraleld. Sama dengan resistor serie. Pertambahan panjang pegas pengganti seri ∆x, sama dengan total pertambahan

panjang tiap-tiap pegas11. Sebuah pegas baja ditarik dengan gaya sebesar 10 N sehingga bertambah panjang 0,2 cm.

Diketahui luas penampang 6 mm2 dan panjang pegas sebelum diberi gaya 50 cm. Hitunglah regangan pegas!

Pembahasan : e=∆ LL

=0,250

=0,004

12. Sebuah balok bermassa 8 kg menumbuk pegas horizontal (k = 8 N/m). Apabila balok menekan pegas sejauh 32 cm, sedang gesekan antara lantai dan balok diabaikan, berapakah kecepatan balok saat mulai menumbuk pegas?Pembahasan : E kbalok=Ek pegas

12mv2=1

2k ∆ x2

mv2=k ∆ x2

v=∆ x √ km

¿0,32√ 88¿0,32m /s

13. Tiga buah pegas yang konstanta gayanya berturut-turut 80 N/m, 16 N/m, dan 5 N/m disusun seri. Pada ujung bebas digantungkan beban bermassa 1600 gram. Hitung pertambahan panjang dan energi potensial susunan pegas tersebut! (g = 10 m/s2)

Pembahasan :1ks

= 180

+ 116

+ 15=1+5+16

80=2280 k s=3,64N /m

Pertambahan PanjangF=k ∆ x

∆ x=mg

k=

(1,6kg )(10 ms2 )3,64

Nm

=4,39m

Energi Potensial

Ep=12k ∆ x2

Ep=12(3,64N /m)¿

Ep= (1,82 ) (19,2721 )Ep=35,075 J

14. Sebuah batang baja luas penampangnya 12 mm2 dan panjangnya 40 meter. Jika salah satu ujungnya ditarik dengan gaya 120 N dan modulus young baja 2 x 1011 N/m2, hitunglah tetapan gaya pegas yang dimiliki baja!Pembahasan:

k=YAL

=(2x 1011N /m2 ) (1,2 x10−5m2 )

40m=6 x 104 N /m2

15. Sebuah tali diberi beban di ujungnya. Tali tersebut diayunkan dengan ayunan sederhana. Jika panjang tali diubah menjadi seperenambelas panjang semula dan massa beban menjadi seperempat massa semula, hitunglah perbandingan frekuensi ayunan dari setiap keadaan itu!

Pembahasan :f 2f 1

=

12 π √ gl212 π √ g

l1

f 2f 1

=√ l1l2f 2f 1

=√ l1116

l1

f 2=√16 f 1f 2=4 f 1