j-getaran

1

456 1. SPMB 2006, Kode Soal: 121

Sebuah benda yang bergetar, pada setiap kedudukan benda selalu mendapatkan gaya pemulih.

SEBAB Sebuah benda tidak dapat mengalami getaran jika tidak terdapat gaya pemulih.

2. SIMAK-UI 2009, Kode Soal: 945

Sebuah bandul matematis dengan panjang 1 m dengan koefisien muai linier 1,1 × 10–5 /°C dibawa dari suatu daerah ke daerah lain di permukaan bumi. Jika periode bandul ini bertambah sebesar 0,01 % dari periodenya di tempat yang lama. Perbedaan temperatur kedua tempat ini adalah (anggap gravitasi bumi konstan 9,8 m/s2) .... A. 27,18 K D. 12,18 K B. 25,18 K E. 8,11 K C. 18,18 K

3. SNMPTN 2008, Kode Soal: 102

Periode bandul sederhana ketika berada dalam lift yang naik dipercepat makin lama makin kecil.

SEBAB Periode bandul berbanding terbalik dengan akar percepatan gravitasi.

4. SPMB 2007, Kode Soal: 650

Sebuah bandul digantung dengan tali yang panjangnya 169 cm. Saat dilepas dari simpangan awal tertentu, bandul akan berayun dengan periode T1. Apabila tali bandul dipotong 25 cm, periode ayunan bandul menjadi T2. Selisih T1 dan T2 adalah sekitar .... A. 0,05 s D. 0,3 s B. 0,1 s E. 0,4 s C. 0,2 s


Sebuah ayunan sederhana dibawa oleh seseorang yang berdiri pada sebuah tangga berjalan yang memiliki kemiringan 30° terhadap bidang datar. Saat tangga dalam keadaan diam, ayunan memiliki peiode 2 s. Jika tangga kemudian mulai berjalan dengan percepatan keatas searah kemiringan tangga sebesar 2 m/s2, maka periode ayunan adalah ....

A. 1,64 s D. 2,11 s B. 1,89 s E. 2,36 s C. 2 s


Sebuah jam bandul yang biasanya dipergunakan di bumi dibawa ke sebuah

planet yang gaya gravitasinya 41 gaya

gravitasi bumi. Astronot mencatat periode jam bandul di planet tersebut adalah 2 jam. Periode jam bandul tersebut saat di bumi adalah .... A. 0,5 jam D. 4 jam B. 1 jam E. 4,5 jam C. 2 jam


Sebuah bandul sederhana tergantung pada atap sebuah elevator. Ketika elevator dalam keadaan diam, frekuensi getaran bandul adalah f. Pernyataan yang benar mengenai bandul sederhana tersebut adalah .... (1) Jika elevator sedang bergerak ke atas

dengan percepatan tetap maka frekuensi getaran bandul > f

(2) Jika elevator sedang bergerak ke atas dengan kecepatan tetap maka frekuensi getaran bandul = f

(3) Jika elevator sedang bergerak ke bawah dengan percepatan tetap maka frekuensi getaran bandul < f

(4) Jika tali elevator terputus dan elevator jatuh bebas maka frekuensi getaran bandul = f


Suatu gaya dikenakan pada sebuah pegas sehingga setiap penambahan gaya sebesar 10 N terjadi penambahan panjang pegas sebesar 20 cm. Setelah dibebaskan dari gaya, salah satu ujung pegas digantungkan pada paku di dinding dan ujung yang lain digantungi benda bermassa 0,5 kg. Saat benda ditarik sejauh 15 cm dan dilepaskan, benda akan mengalami gerak osilasi kecil. Periode osilasi benda sekitar .... A. 0,3 s D. 1,2 s B. 0,6 s E. 1,5 s C. 0,9 s

J. GETARAN

2

9. SIMAK-UI 2009, Kode Soal: 945 Sebuah benda digantungkan pada pegas melakukan gerak harmonik sederhana. Besarnya percepatan benda tersebut berbanding lurus dengan simpangan.

SEBAB Frekuensi getaran harmonik akan bertambah besar jika massa benda bertambah besar.


Dua pegas A dan B dengan tetapan gaya k yang sama, masing-masing diberi beban bermassa M sehingga berosilasi dengan periode yang sama sebesar T = 16 s. Apabila kemudian pegas A dihubungkan secara seri dengan pegas B dan kedua beban digabungkan, maka periode osilasi susunan pegas yang baru menjadi .... A. 32 s D. 4 s B. 16 s E. 2 s C. 8 s

11. UM-UGM 2006, Kode Soal: 372 Sebuah mobil bermassa M secara

sederhana dapat dianggap sebagai benda di atas sebuah pegas dengan tetapan pegas k. Untuk mobil saja pegas mempunyai frekuensi osilasi alamiah f1. Jika beberapa penumpang dengan massa m berada dalam mobil, frekuensi osilasi menjadi f2. Nilai f1/f2 dengan mengabaikan redaman yang muncul dalam sistem besarnya ....

(A) MmM +

(D) mMM+

(B) MmM +

(E) 2

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +MmM

(C) mMM+


m1k 2k

3k

Sebuah balok bermassa 144 gram di atas lantai dasar yang licin dihubungkan dengan tiga buah pegas dengan susunan seperti dilukiskan dalam gambar di atas. Konstanta-konstanta pegasnya masing-

masing adalah k1 = 20 N/m; k2 = 60 N/m; dan k3 = 30 N/m. Jika balok disimpangkan dari titik seimbangnya dengan simpangan kecil, maka periode getaran harmonis yang dihasilkan mendekati .... A. 12π detik D. 1,2π detik B. 6π detik E. 0,12π detik C. 3π detik


Terdapat empat buah pegas identik. Dua buah pegas pertama dihubungkan secara seri dan dua buah pegas yang kedua dihubungkan secara paralel. Jika masing-masing sistem pegas diberikan beban yang sama besar dan dibiarkan bergetar, maka perbandingan frekuensi getar dua pegas pertama dan dua pegas kedua adalah .... A. 4 : 1 D. 1 : 4 B. 2 : 1 E. 1 : 1 C. 1 : 2


Empat buah pegas memiliki konstanta pegas yang sama. Kemudian dua pegas dihubungkan secara seri dan disebut pegas A, sementara dua buah pegas yang lain dihubungkan paralel dan disebut pegas B. Jika keduanya diberikan beban yang sama maka perbandingan frekuensi getar A dan B adalah .... A. 1 : 4 D. 2 : 1 B. 1 : 2 E. 4 : 1 C. 1 : 2


Pegas yang dibebani digetarkan ke arah vertikal dan dalam selang waktu 7 sekon bergetar 10 getaran, maka .... (1) periode getaran adalah 0,7 sekon (2) frekuensi getaran adalah 1,42 Hz (3) waktu yang diperlukan untuk bergetar 3

kali adalah 2,1 sekon (4) pada saat di titik seimbang, beban

mengalami laju yang terbesar 16. UM-UGM 2005, Kode Soal: 611

Sebuah partikel melakukan ayunan harmonis sederhana. Waktu ayunan dimulai pada saat partikel berada pada posisi amplitudo. Jika x = simpangan, xo = amplitudo, ω = frekuensi sudut, t = waktu,

3

dan δ = sudut fase awal (ambil δ berupa sudut lancip), maka persamaan yang menggambarkan gerak partikel sebagai fungsi waktu adalah .... A. x = xo sin ωt B. x = xo cos ωt C. x = xo sin (ωt + δ) D. x = xo cos (ωt + δ) E. x = xo sin (ωt – δ)

17. UM-UGM 2004, Kode Soal: 312

Sebuah partikel berayun secara selaras sederhana. Ayunan bermula ketika partikel berada pada posisi amplitudonya. Apabila x adalah simpangan, xo = amplitudo, ω = frekuensi sudut, t = waktu, dan δ = fase awal (ambillah δ tak nol) maka dari persamaan-persamaan berikut yang menggambarkan ayunan selaras partikel sebagai fungsi waktu adalah .... A. x = xo sin (ωt + δ) B. x = xo cos ωt C. x = xo sin ωt D. x = xo cos (ωt + δ) E. x = xo cos (ωt – δ)


Sebuah balok bermassa 1 kg diikatkan pada ujung sebuah pegas dengan konstanta pegas 4 N/m yang diletakkan pada lantai datar yang licin, di mana ujung pegas lainnya terikat pada posisi yang tetap. Pada t = 0 pegas balok disimpangkan ke kanan sejauh 5 cm. Anggap balok bergetar harmonis, tentukan kelajuan dan arah gerak balok pada t = 1,25 π detik. A. 15 cm/det ke kanan B. 10 cm/det ke kiri C. 7,5 cm/det ke kanan D. 5 cm/det ke kiri E. 2,5 cm/det ke kanan


Suatu sitem pegas berosilasi dengan frekuensi 60 Hz dan amplitudo 1 m. Jika pergeseran pegas tersebut adalah 1 m pada saat 1/60 s sejak mulai berosilasi, berapakah kecepatan osilasi setelah ¼ periode kemudian? A. –476,99 m/s D. +476,99 m/s B. –376,99 m/s E. +976,99 m/s

C. +376,99 m/s 20. UM-UGM 2004, Kode Soal: 312

Benda bergetar selaras sederhana pada pegas dengan tetapan gaya 80 N/m. Amplitudo getaran tersebut 20 cm dan kecepatan maksimumnya sebesar 4 m/s. Massa benda tersebut di atas bernilai .... A. 1 kg D. 0,2 kg B. 0,8 kg E. 0,1 kg C. 0,4 kg

21. SPMB 2003, Kode Soal: 721 Pada gerak harmonik selalu ada perbandingan yang tetap antara: (1) massa dan periode (2) perpindahan dan kecepatan (3) kecepatan dan percepatan (4) perpindahan dan percepatan


Di antara persamaan-persamaan yang menghubungkan percepatan dengan pergeseran atau posisi berikut ini, yang menggambarkan getaran selaras adalah ... A. a = 4 x2 D. a = –4 x B. a = –4 x2 E. a = – x2

C. a = 4 x 23. UMPTN 2001, Kode Soal: 450

Sebuah benda melakukan gerak harmonik sederhana dengan amplitudo A dan frekuensi sudut ω. Pada saat kecepatan

benda sama dengan 54

kecepatan

maksimumnya, percepatan adalah ....

A. 2

54 Aω⎟⎠⎞

⎜⎝⎛− D.

2

53 Aω⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

B. 2

53 Aω⎟⎠⎞

⎜⎝⎛− E.

2

54 Aω⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

C. 2

51 Aω⎟⎠⎞

⎜⎝⎛−

24. UMPTN 2001, Kode Soal: 150

Bila pada simpangan y = 5 cm percepatan getaran selaras a = –5 cm/s2, maka pada simpangan 10 cm percepatannya adalah ... cm/s2. A. –25 D. –2,5 B. –20 E. –1,25 C. –10

4


Suatu partikel bergetar selaras dengan amplitudo A cm dan periode T detik. Jika partikel mulai bergetar dari kedudukan seimbang dengan arah ke kanan, maka partikel mempunyai simpangan sebesar

21

A cm dengan arah gerak ke kiri pada

saat partikel telah bergetar selama waktu ... detik.

A. 12T

D. 3T

B. 6T

E. 125T

C. 4T


Sebuah benda bermassa 50 gram bergerak harmonis sederhana dengan amplitudo 10 cm dan periode 0,2 s. Besar gaya yang bekerja pada sistem saat simpangannya setengah amplitudo adalah sekitar .... A. 1,0 N D. 6,9 N B. 2,5 N E. 8,4 N C. 4,8 N


Sebuah benda bermassa 0,1 kg bergerak harmonis sederhana dengan amplitudo 0,1 m dan periode 0,2 s. Gaya maksimum yang bekerja pada sistem mendekati .... A. 1,0 N D. 9,9 N B. 5,5 N E. 12,4 N C. 7,8 N

28. UMB 2009, Kode Soal: 221

Sebuah partikel bermassa 0,2 kg berada pada ujung pegas sehingga dapat bergerak secara harmonik sederhana. Posisi partikel (dalam meter) sebagai fungsi waktu diberikan oleh persamaan x(t) = A cos (ω t), dengan A = 0,25 m dan ω = 0,1 rad/s. Energi kinetik partikel saat t = 10π/6 s mendekati .... A. 6,25 x 10–5 J D. 1,56 x 10–5 J B. 4,69 x 10–5 J E. 0,67 x 10–5 J C. 3,13 x 10–5 J

29. UMB 2008, Kode Soal: 380

Sebuah partikel bermassa m = 0,2 kg berada pada ujung pegas sehingga bergerak harmonik sederhana. Posisi partikel sebagai fungsi waktu diberikan oleh persamaan: x (t) = A cos (ωt) dengan A = 0,25 m dan ω = 0,1 rad/s. Energi total partikel adalah .... A. 26,25 x 10–5 J D. 8,75 x 10–5 J B. 17,50 x 10–5 J E. 6,25 x 10–5 J C. 12,50 x 10–5 J


Sebuah benda bermassa 4 kg bergerak harmonik sederhana. Energi potensial (U) benda sebagai fungsi posisi x selama bergerak ditunjukkan oleh gambar di atas. Periode gerak harmonik benda adalah ....

A. 252π

s D. 54π

s

B. 52π

s E. 522π

s

C. 258π

s


Saat partikel berosilasi secara harmonik sederhana, posisi partikel berubah secara sinusiodal terhadap waktu. Jika frekuensi gerak partikel adalah f, maka energi total partikel adalah sebanding dengan .... A. 1/f2 D. f B. 1/f E. f2

C. f 32. SPMB 2005, Kode Soal: 280

Sebuah benda yang massanya 0,150 kg bergerak harmonik sederhana pada sebuah ujung pegas yang memiliki konstanta pegas 200 N/m. Ketika benda berada 0,01 m dari posisi setimbangnya, kelajuan benda menjadi 0,2 m/s. Energi total benda ketika posisinya 0,005 m dari posisi setimbangnya adalah ....

5

A. 0,003 J D. 0,053 J B. 0,013 J E. 0,073 J C. 0,030 J


Sebuah partikel melakukan ayunan harmonis sederhana. Tenaga kinetik partikel adalah EK, tenaga potensialnya EP dan tenaga total ET. Ketika partikel berada di tengah-tengah antara posisi seimbang dan posisi amplitudo, perbandingan EK/ET dan EP/ET berturut-turut adalah ....

A. 41

dan 43

D. 81

dan 87

B. 21

dan 21

E. 83

dan 85

C. 43

dan 41


Suatu partikel berosilasi secara harmonik dengan frekuensi f. Energi partikel berubah secara berkala dengan frekuensi .... A. 4 f D. 0,5 f B. 2 f E. 0 C. f


Sebuah massa di ujung suatu pegas berayun (berosilasi secara selaras sederhana di sekitar titik seimbangnya). Sewaktu energi potensial osilator bernilai tiga kali nilai energi kinetiknya maka .... A. simpangan massa besarnya sama

dengan tiga kali amplitudo ayunan B. simpangan massa besarnya sama

dengan sembilan kali amplitudo ayunan C. fase ayunan yang berselisih 60° atau

120° terhadap fase keadaan setimbangnya

D. fase ayunan yang berselisih 45° atau 135° terhadap fase keadaan setimbangnya

E. fase ayunan yang berselisih 30° atau 150° terhadap fase keadaan setimbangnya


Pada bandul sederhana, tegangan tali maksimum terjadi saat bandul mencapai simpangan terjauhnya.

SEBAB

Pada simpangan terjauh energi potensial bandul maksimum.

37. SPMB 2003, KodeSoal: 322

Sebuah bandul bermassa m kg digantung pada seutas tali yang panjangnya L cm bergetar selaras dengan amplitudo A cm dan frekuensi 10 Hz. Pada saat simpangan bandul setengah amplitudonya, perbandingan antara energi potensial dan energi kinetiknya adalah .... A. 1 : 1 D. 2 : 1 B. 1 : 2 E. 2 : 3 C. 1 : 3


Energi total sebuah benda yang sedang melakukan gerak selaras sederhana (1) berbanding lurus dengan periodenya (2) berbanding lurus dengan kuadrat

amplitudonya (3) paling besar pada simpangan

maksimum (4) sama besar sepanjang geraknya


Saat partikel berosilasi secara harmonik sederhana, posisi partikel berubah secara sinusiodal terhadap waktu. Jika frekuensi gerak partikel adalah f, maka frekuensi yang terkait dengan osilasi tenaga potensialnya adalah .... A. 4 f D. 0,5 f B. 2 f E. 0,25 f C. f

40. UMPTN 2001, Kode Soal: 551

Besar v = kecepatan, a = percepatan, EK = tenaga kinetik, dan EP = tenaga potensial getaran selaras, maka pada saat melalui kedudukan seimbangnya .... (1) EK maksimum (3) a = 0 (2) EP minimum (4) EP = 0


Dua benda masing-masing menjalani gerak harmonis sederhana dengan persamaan masing-masing: y1 = 8 sin 100 t

y2 = 6 sin ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −

2100 πt

6

dengan x dan y dalam cm sedangkan t dalam detik, besar amplitudo superposisi dari kedua getaran adalah .... A. 14 cm D. 6 cm B. 10 cm E. 2 cm C. 8 cm

j-getaran

Documents