10 Soal & Pembahasan Gerak Harmonis Sederhana (bagian 1) ǀ Pilihan Ganda
Getaran
harmonis meliputi bab bandul dan pegas. Berikut 10 soal dan pembahasan gerah
harmonis yang dapat dipelajari sebelum ujian.
Baca
sebelumnya : 10 Soal & Pembahasan Impuls & Momentum (bagian 1) ǀ
Pilihan Ganda
Pilihlah
jawaban yang tepat dari pilihan di bawah ini!
1. Gaya
yang berlawanan dengan arah gerak dan menuju ke titik setimbang disebut . . .
A. Gaya pemulih
B. Gaya bandul
C. Gaya normal
D. Gaya pegas
E. Gaya kontak
Pembahasan
:
Jawaban
A.
2. Pegas
saat diberi beban m, pegas mengalami perpanjangan sebesar x. Jika beban yang
digantungkan sebesar 2m, maka perpanjangan sebesar . . .
A. (1/4)x
B. (1/2)x
C. x
D. 2x
E. 3x
Pembahasan
:
Diketahui
:
x1
= x
m1
= m
m2
= 2m
k1
= k2
Ditanya
: Panjang (x2)
*Mencari
rumus dari F = k.x atau k = F/x
k1
= k2
F1/
x1 = F2/ x2
m1.g/
x1 = m2.g/ x2
m1/
x1 = m2/ x2
m/x
= 2m/ x2
x2
= 2x
Jawaban
D
Pertanyaan
untuk soal nomor 3 sampai 8!
Benda
mengalami gerak harmonis sesuai dengan persamaan x = 2 sin 10πt
dengan x dalam cm dan t dalam s.
3. Amplitudo
gerak benda adalah . . .
A. 0,02
cm
B. 0,2 cm
C. 2 cm
D. 20 cm
E. 200 cm
Pembahasan
:
Diketahui:
x =
2 sin 10πt
x =
A sin ωt
Ditanya;
Amplitudo (A)
A =
2 meter = 200 cm
Jawaban
E.
4. Frekuensi
gerak benda tersebut adalah . . .
A. 2 Hz
B. 5 Hz
C. 8 Hz
D. 10 Hz
E. 12 Hz
Pembahasan
:
ω= 2π.f
f =
ω/ 2π
f =
10π/ 2π
f =
5 Hz
Jawaban
B.
5. Periode
getaran benda sebesar . . .
A. 0,1 s
B. 0,2 s
C. 0,5 s
D. 0,8 s
E. 1 s
Pembahasan
:
T =
1/f atau T = 2π /ω
T =
2π /ω
T =
2π /10π
T =
0,2 s
Jawaban
B.
6. Kecepatan
maksimum benda tersebut adalah . . .
A. 20π cm/s
B. 2π cm/s
C. 0,2π cm/s
D. 20π m/s
E. 0,02π m/s
Pembahasan
:
v =
Aω cos ωt
Jika
kecepatannya maksimum, maka nilai cos-nya adalah 1.
vmaks
= Aω (1)
vmaks
= 2.10π
vmaks
= 20π m/s
Jawaban
D.
7. Jika
sudut fase awal nol, maka waktu ketika kecepatan 1/2√(2) kali kecepatan
maksimumnya adalah . . .
A. 1/10 s
B. 1/20 s
C. 1/30 s
D. 1/40 s
E. 1/50 s
Pembahasan :
Diketahui
:
v =
Aω cos ωt
20π/ 2 = 2.10π cos ωt
10π = 20π cos ωt
10π/ 20π = cos ωt
1/ 2 = cos ωt
ωt = 60o
(10π)t
= 60o
(1800o)t
= 60o
t =
60/1800
t =
1/30 sekon
Jawaban
C.
8. Simpangan
saat kecepatannya 1/2 kecepatan maksimalnya adalah . . . m
A. 0,98
B. 2,25
C. 1,29
D. 3,46
E. 2,29
Pembahasan
:
v =
Aω cos ωt
20π. (1/2)√(2) = 2.10π cos (10π)t
20π. (1/2)√(2)= 20π cos (10π)t
20π. (1/2)√(2)/ 20π.3 = cos (10π)t
(1/2)√(2)
= cos (10π)t
40o
= (10π)t
40o
= (1800o)t
t =
40/1800
t =
1/45
Mencari
simpangan (x)
y =
A sin ωt
y =
2 sin (10π)(1/45)
y =
2 sin (40)
y =
2 sin (10π)(1/45)
y =
1,29 m
Jawaban
C.
9. Bandul
bergerak harmonis dengan simpangan terjauhnya sebesar2,4 m. Jika kecepatan maksimumnya
sebesar 12 m/s, maka frekuensi sudut bandul tersebut adalah . . .
A. 2 rad/s
B. 3 rad/s
C. 4 rad/s
D. 5 rad/s
E. 6 rad/s
Pembahasan
:
v =
Aω cos ωt
Jika
kecepatannya maksimum, maka nilai cos-nya adalah 1.
vmaks
= Aω (1)
12
= 2,4. ω
ω =
5 rad/s
Jawaban
D.
10.
Gerak harmonik memiliki persamaan y = 0,2 sin 2πt meter. Kecepatan bandul saat
t = 1 s adalah . . .
A. 0,1π m/s
B. 0,2π m/s
C. 0,3π m/s
D. 0,4π m/s
E. 0,5π m/s
Pembahasan
:
Diketahui
:
y =
0,2 sin 2πt
y =
A sin ωt
Jadi,
A = 0,2 dan ω =
2π
Ditanya
: kecepatan (v)
v =
Aω cos ωt
v =
(0,2)(2π) cos 2π(1)
v =
0,4π cos 2π
v =
0,4π
Jawaban
D.
Baca
selanjutnya : 10 Soal & Pembahasan Getaran Harmonis Sederhana (bagian
2) ǀ Pilihan Ganda
Itulah
10 soal dan pembahasan getaran harmonis sederhana. Kita akan lanjutkan pada
pembahasan bagian 2 pada link di atas.