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 =

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.

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel