SOAL
1.
Sebuah keluarga yang terdiri dari empat orang
yang total massanya 200kg masuk ke dalam mobil sehingga pegas mobil tertekan ke
bawah sejauh 3 cm. Dengan menganggap pegasnya tunggal, berapakah tetapan pegas
mobil itu?
a.
6,5 ×
104 N/m
b.
7,5 ×
103 N/m
c.
6,5 ×
103 N/m
d.
7,0 ×
104 N/m
e.
7,5 ×
104 N/m
2.
Sebuah beban bermassa m digantungkan pada ujung bawah pegas dengan tetapan pegas k= 50 N/m. Berapa periode osilasi pegas?
a.
2,8 s
b.
0.26 s
c.
0,28 s
d.
1,25 s
e.
2,5 s
3.
Panjang tali ayunan adalah 20 cm, jika
perceepatan gravitasi 10m/s2 dan sudut elevasi 37º. Berapa besar gaya
pemulih pada kedudukan tersebut?
a.
2,5 N
b.
2,4 N
c.
2,7 N
d.
3,0 N
e.
3,5 N
4.
Seekor nyamuk dengan massa 0,20 gram
terperangkap di sarang laba-laba. Jika sarang tersebut bergetar dengan
frekuensi 20 Hz, berapa nilai konstanta pegas sarang tersebut?
a.
3,5 N/m
b.
4,0 N/m
c.
3,10 N/m
d.
2,50 N/m
e.
3,15 N/m
5.
Dua pegas masing-masing dengan tetapan 2 N/m.
Jika disusun secara paralel, maka tetapan pegas susunan adalah
a.
0,25 N/m
b.
3 N/m
c.
1,5 N/m
d.
2,5 N/m
e.
4 N/m
6.
Diberikan gaya pada suatu pegas 200 N dengan
luas penampang batang 50 m2. Berapa tegangan yang di hasilkan dari
pegas tersebut?
a.
9,0 N/m2
b.
5,0 N/m2
c.
4,0 N/m2
d.
3,0 N/m2
e.
2,5 N/m2
7.
Sebuah kawat luas penampangnya 4 mm2 dan
panjangnya 10 m. Kawat diregangkan dengan gaya 48 N. Jika modulus young tembaga
12 × 1010 N/m2.
Berapa pertambahan panjang kawat?
a.
14 ×
10-4 m
b.
13 ×
10-4 m
c.
12 ×
10-4 m
d.
11 ×
10-4 m
e.
10 ×
10-4 m
8.
Sebuah pegas mula-mula panjangnya 20cm. Kemudian
pada salah satu ujungnya digantungkan beban 2 kg, ternyata panjang pegas
menjadi 25cm. Jika g = 10 m/s2. Berapa konstanta pegas tersebut?
a.
400 N/m
b.
300 N/m
c.
250 N/m
d.
200 N/m
e.
150 N/m
9.
Sebuah bergetar dengan frekuensi 40 Hz selama 1
menit karena di beri gaya 30 N. Berapakah fase getarannya?
a.
240
b.
2400
c.
3600
d.
360
e.
250
10. Sebuah
pegas yang diberi beban bergetar harmonis dengan amplitudo 12cm dan periode 0,5
detik. Berapakah kecepatan partikel saat simpangannya 6cm?
a.
13,005 m/s
b.
12,67 m/s
c.
1,305 m/s
d.
1,267 m/s
e.
12,18 m/s
PEMBAHASAN
1.
Gaya berat w=m.g
= (200 kg)(9,8 m/s2)
= 1.960 N (menyebabkan pegas tertekan
sejauh x = 3 cm = 0,03 m)
Oleh karena
itu,di peroleh :
k = F/ x
= 1960 N/0,03 m
= 6,5 ×104
N/m (a)
2.
Periode
osilasi (T) ditentukan dengan persamaan :
T = 2π √ m/k
= 2
π√ 0,1 kg/ 50 N/m
= 0,28 s (c)
3.
Besar gaya pemulih dapat dihitung dengan
persamaan :
F = m.g sin θ
= (0,4 kg)(10 m/s2) (sin 37º)
= (0,4 kg)(10 m/s2)( 0,6 )
= 2,4
N (b)
4.
m = 0,20
gr = 2 × 10-4
menggunakan
persamaan frekuensi, yaitu :
f = 1 √ k/m
2π
k = (2πf)2 × m
k = (6,28 × 20)2 × 2 × 10-4
k = 3,15 N/m (e)
5.
pararel
= k1 + k2
k1 = 2 N/m
k2 = 2 N/m
ktotal = k1 +
k2
ktotal = 2 N/m + 2 N/m
=
4 N/m (e)
6.
tegangan = stress = σ
σ = F /A
F = 200 N
A = 50 m2
σ = 200 N/ 50
m2
=
4,0 N/m2 (c)
7.
Δl? disini kita memakai persamaan dari rumus
modullus young (E)
E = σ /ε
= (F/A)/(Δl/l)
= F.l
/ A.Δl
Δl
=( F.l
)/ (E.A)
= (48 N. 10 m) / (12 × 1010 × 4×
10-6)
= 10 × 10-4 m (e)
8.
F
= k.Δx
k = F / Δx
F = m. g = 2 × 10 = 20 N
Δx = 0,25 – 0,20 = 5 × 10-2 m
k = 20 N/ 5 × 10-2 m
= 400 N/m (a)
9.
f = 40 Hz dan t = 1 menit = 60 s
T
= 1/f
= 1/ 40
fase
getaran = t/ T
= 60 / 1/40
= 60 . 40 /1
= 2400 (b)
10. Kecepatan jika y = 6 cm
y = A sin (2π.t/T )
6 = 12 sin (360.t/0,5)
Misalkan
(360.t/0,5) = x maka :
6 = 12
sin x
sin
x = 6/12
sin
x = 0,5
x =
30º
cos (360.t/T) = cos x = cos 30º = ½ √3
maka kecepatannya :
v = 2πA/T cos (360.t/T)
=( 2π × 12/0,5) (1/2√3)
= (12 π/0,5)(√3)
= 24π
√3
= 130,53 cm/s
=
1,305 m/s (c)
This comment has been removed by the author.
ReplyDeleteyang no 3
ReplyDeleteo,4 kg nya dari mana ?