XI bab 3 elastisitas dan gerak harmonis marthen.pdf

download XI bab 3 elastisitas dan gerak harmonis marthen.pdf

of 29

Transcript of XI bab 3 elastisitas dan gerak harmonis marthen.pdf

  • 7/22/2019 XI bab 3 elastisitas dan gerak harmonis marthen.pdf

    1/29

    1. Sebuah beban 20 N digantungkan pada kawat yang panjangnya 3,0 m dan

    luas penampangnya27

    m108

    hingga menghasilkan pertambahan panjang

    0,1 mm. hitung:

    a. Teganaganb. Reganganc. Modulus elastic kawat

    Jawab:

    2. Seutas kawat baja memiliki panjang 4 m dan luas penampang 26 N/m102 .Sebuah gaya dikerjakan untuk menarik kawat itu sehingga bertambah panjang

    0,3 m. hiutng gaya tarik itu

    Jawab:

  • 7/22/2019 XI bab 3 elastisitas dan gerak harmonis marthen.pdf

    2/29

    3. Untuk keamannan dalam mendaki, seorang pendaki gunung mengunakansebuah tali nilon yang panjangnya 50 m dan garis tengahnya 1, 0 cm. ketika

    meopang pendaki yang bermassa 80 kg, tali bertambah panjang 1,6 m.

    tentukan modulus elastic nilon. (ambil = 3,15 dan g= 9,862

    m/s )

    Jawab:

  • 7/22/2019 XI bab 3 elastisitas dan gerak harmonis marthen.pdf

    3/29

    4. Sebuah batang kaku berat ditahan mendatar ditempatnya oleh dua utaskawat vertical A dan B, yang memiiliki pertambahan panjang yang sama (lihat

    gambar). Jika perbandingan diameter A dan B sama dengan 2 dan

    perbandingan modulus elastic A dan B sama dengan 2, hitung perbandingan

    gaya tegangan dalam kawat A dan B.

    Jawab:

  • 7/22/2019 XI bab 3 elastisitas dan gerak harmonis marthen.pdf

    4/29

  • 7/22/2019 XI bab 3 elastisitas dan gerak harmonis marthen.pdf

    5/29

    Jawab:

    7. Sebuah pegas yang tergantung tanpa beban panjangnya 20 cm. jika ujungbawah pegas bebas digantungi beban 100 gram, panjang pegas menjadi 24cm. berapakah panjang pegas bebas jika ujung bawahnya digantungi beban

    150 gram?

    Jawab:

  • 7/22/2019 XI bab 3 elastisitas dan gerak harmonis marthen.pdf

    6/29

    8. Pada seutas kawat baja dengan panjang 3 m dn luas penampang 0,15 cm2digantungkan sebuiah beban bermassa 500 kg (g=

    2m/s89, ). Tentukan

    a. Tetapan gaya kawatb. Pertambahan panjang kawat (modulus elastic kawat baja = 211 N/m102 )Jawab:

  • 7/22/2019 XI bab 3 elastisitas dan gerak harmonis marthen.pdf

    7/29

    9. Modulus elatis kawat x setengah kali y. panjang kawat x dan y masing-masing 1m, dan diameter kawat masing-masing 2 mm dan 1 mm

    a. Tentukan nilai perbandingan tetapan gaya kawat x dan y.b. Jika kawat x diberi beban F, kawat x bertambah panjang 0,5 cm. tentukan

    pertambahan panjang kawat y jika diberi beban 2F

    Jawab:

  • 7/22/2019 XI bab 3 elastisitas dan gerak harmonis marthen.pdf

    8/29

    10.Suatu benda bermassa 0,1 kg melakukan gerak harmonik dengan amplitudo 10mm dan periode s/2 . Hitung

    a. Kecepatan maksimumb. Gaya maksimum yang bekerja pada bendaJawab:

  • 7/22/2019 XI bab 3 elastisitas dan gerak harmonis marthen.pdf

    9/29

    11.Sebuah partikel bergerak harmonik sederhana. Persamaan simpangannyadinyatakan sebagai y= 6 sin 0,2 tdengan tdalam sekon dan ydalam

    cm.hitung:

    a. Amplitudo,perioda, dan frekuensigerakb. Persamaan kecepatan dan percepatannyac.

    Simpangan, kecepatan dan percepatannyapada t= 2,5

    sekon

    Jawab:

  • 7/22/2019 XI bab 3 elastisitas dan gerak harmonis marthen.pdf

    10/29

    12.Sebuah partikel bergerak harmonik sederhana dengan frekuensi 100 Hz danamplitudo m103

    4 .

    a. Hitung kecepatan an percepatan di titik seimbangb. Hitung kecepatan dan percepatan pada saat simpangan maksimumc. Tentukan persamaan simpangan, kecepatan dan percepatan sebagaifungsi waktu.Jawab:

  • 7/22/2019 XI bab 3 elastisitas dan gerak harmonis marthen.pdf

    11/29

    13.Suatu benda mengalami gerak harmonik sederhana dengan periode s/2 dan amplitudo 0,6 m. pada t= 0 benda ada di y= 0. Berapa jauh benda dari

    posisi keseimbangannya ketika t= s/10 ?

    Jawab:

  • 7/22/2019 XI bab 3 elastisitas dan gerak harmonis marthen.pdf

    12/29

    14.Suatu benda mengalami gerak harmonik sederhana dengan periode T= 0,500 sdan amplitudo A . benda mula-mula ada di y= 0 dan memiliki kecepatan

    dalam arah positif. Hitung waktu yang diperlukan benda untuk pergi dari y= 0

    sampai ke y= 0,8 A

    Jawab:

  • 7/22/2019 XI bab 3 elastisitas dan gerak harmonis marthen.pdf

    13/29

    15.Sebuah balok yang dihubungkan ke ujung sebuah pegas mengalami gerakharmonik sederhana dan perpindahannya dinyatakan oleh x= 0,2 sin (15 t+ 0,2)

    m. tentukan:

    a. Percepatan balok ketika x = 0,08 mb. Waktu paling singkat dimana x = 0,1 m da n kec ep a ta n v

  • 7/22/2019 XI bab 3 elastisitas dan gerak harmonis marthen.pdf

    14/29

    16.Sebuah balok yang dihubungkan ke ujung sebuah pegas ketika bergerak akanmelakukan gerak harmonik sederhana. Pada t= 0, balok dilepaskan dari posisi x

    = +A. periode adalah T.

    a. Jika persamaan umum simpangan adalah x= A sin (t+ 0). Tentukandahulu sudut fase awal 0 kemudian persamaan simpangannya.

    b. Pada posisi dan selang waktu apakah selama siklus pertamanya kondisi-kondisi berikut ini terjadi:

    (i) maksv,v 50= dengan maksv adalah laju maksimum(ii) maksa,a 50= dengan maksa adalah besar percepatan maksimum

    Jawab:

  • 7/22/2019 XI bab 3 elastisitas dan gerak harmonis marthen.pdf

    15/29

  • 7/22/2019 XI bab 3 elastisitas dan gerak harmonis marthen.pdf

    16/29

    17.Sebuah partikel dengan massa 10-3 kg bergerak harmonik seerhana denganamplitudo m102

    4 . Percepatan partikel pada saat simpangan maksimum

    adalah23

    m/s108

    . Hiutnglah:

    a. Frekuensi getaranb. Kecepatan partikel ketika

    (i) Melalui titik kesetimbangan(ii) Simpangannya m1021

    4

    ,

    Jawab:

  • 7/22/2019 XI bab 3 elastisitas dan gerak harmonis marthen.pdf

    17/29

    18.Sebuah partikel melakukan gerak harmonik sederhana disekitary= 0 denganfrekuensi sudut 2 rad/s. tentukan amplitudo gerak ketika kecepatan memiliki nilai8,0 cm/s dan /3 sekon kemudian memiliki nilai -6,0 cm/s

    Jawab:

  • 7/22/2019 XI bab 3 elastisitas dan gerak harmonis marthen.pdf

    18/29

    19.Sebuah partikel melakukan gerak harmonik sederhana dengan amplitudo 10cm dan periode 0,1 sekon. Jika pada saat t= 7/30 sekon, simpangan partikel

    adalah 5cm, tentukan sudut fase awal partikel tersebut

    Jawab:

  • 7/22/2019 XI bab 3 elastisitas dan gerak harmonis marthen.pdf

    19/29

    20.Sebuah pegas memiliki tetapan 8 N/m. berapakah massa benda yangdigantungkan pada pegas supaya periodenya 1 sekon?

    Jawab:

  • 7/22/2019 XI bab 3 elastisitas dan gerak harmonis marthen.pdf

    20/29

    21.Sebuah pegas dengan panjang 20 cm digantung vertical. Kemudian ujungbawahnya diberi beban 200 g sehingga panjangnya bertambah 10 cm. beban

    ditarik 5 cm kebawah kemudian dilepas sehingga beban bergerak harmonik

    sederhana. Jika g=2

    m/s10 , tentukan frekuensi gerak harmonik sederhana

    tersebutJawab:

  • 7/22/2019 XI bab 3 elastisitas dan gerak harmonis marthen.pdf

    21/29

    22.Sebuah perangkat lunak dari peralatan elektronik akan dihancurkan denganmenggunakan getaran pada ferkuensi lebih besar dari 10 Hz. Perangkat lunak ini

    diangkut dalam suatu kotak yang ditopang oleh 4 buah pegas. Massa total

    perangkat lunak dan pegas adalah 5 kg. berapakah konstanta pegas kyangakan anda rekomendasikan untuk setiap pegas tersebut?

    Jawab:

  • 7/22/2019 XI bab 3 elastisitas dan gerak harmonis marthen.pdf

    22/29

    23.Sebuah mobil balap yang memiliki berat 16000 n ditopang oleh 4 buah pegas.Tiap pegas memiliki tetapan gaya N/m107

    4 . Berat pembalap 800 N.

    a. berapa jauh tiap pegas tersebut akan tertekan jika berat total mobil berikutpenumpangnya tersebut merata pada tiap pegas?

    b. Berapakah frekuensi getaran pegas pada mobil?c. Berapa waktu yang diperlukan pegas tersebut untuk bergetar sebanyak 3

    kali?

    Jawab:

  • 7/22/2019 XI bab 3 elastisitas dan gerak harmonis marthen.pdf

    23/29

    24.Periode sebuah bandul sederhana adalah 3 sekon. Tntuka periode bandultersebut jika panjang bandul:

    a. Ditambah 60%b. Dikurangi 60% dari panjang semulaJawab:

  • 7/22/2019 XI bab 3 elastisitas dan gerak harmonis marthen.pdf

    24/29

    25.Sebuah bandul diberi simpangan derajat dan berayun dengan periode Tdetik. Apa yang terjadi dengan periode bandul tersebut jika diberi simpangan

    2 derajat dimana

  • 7/22/2019 XI bab 3 elastisitas dan gerak harmonis marthen.pdf

    25/29

    Ketika k1 dipotong menjadi dua bagian sama besar, konstanta pegas hasil

    potongan adalah 2k1. ketika diparalelkan kita mendapatkan konstanta pegas

    pengganti sebesar 4k1. jika diserikan dengan k2 maka,:

    27.Pada susunan pegas A, B, C, dan D dibawah ini, tentukan nilai perbandingana. Pertambahan panjang susunan pegas:

    (i) Antara A dan B(ii) Antara C dan D

    b. Periode susunan pegas:(i) Antara A dan B(ii) Antara C dan D

    Jawab:

  • 7/22/2019 XI bab 3 elastisitas dan gerak harmonis marthen.pdf

    26/29

    28.Pengisap bermassa 400 gram dalam sebuah kompresor bergerak naik turunmelalui suatu jarak total 80 mm. hitung gaya maksimum pada pengisap ketika

    melakukan 10 siklus per sekon (2 = 10).

    Jawab:

  • 7/22/2019 XI bab 3 elastisitas dan gerak harmonis marthen.pdf

    27/29

    29.Pegas-pegas keempat roda sebuah mobil bergetar naik turun dengan periode2 s ketika melalui suatu lubang dijalanan. Massa mobil dan pengemudi adalah

    300 kg. jika sekarang pengemudi menaikan beberapa orang temannya

    sehingga massa total menjadi 600 kg, berapakah periode mobil pada pegas-

    pegas ketika melalui lubang?

    Jawab:

  • 7/22/2019 XI bab 3 elastisitas dan gerak harmonis marthen.pdf

    28/29

    30.Dua pegas identik digantung pada titik tetap. Pegas pertama memiliki tetapankdan pegas lain 2k. sebuah beban bermassa 4Mdihubungkan keujung bawah

    pegas pertama dan beban bermassa Mkeujung bawah pegas kedua. Beban

    diberi simpangan kecil untuk menghasilkan gtaran harmonik dengan amplitudo

    sama untuk setiap beban. Hitung perbandingan frekuensi beban bermassa 4M

    terhadap beban bermassa MJawab:

  • 7/22/2019 XI bab 3 elastisitas dan gerak harmonis marthen.pdf

    29/29