http:/www.kumpulsoal.com
MATA PELAJARAN : Fisika
UNTUK: SMA Kelas 2
MATERI: 1.   Gaya Pegas dan Gerak Harmonik


Status keanggotaan Anda saat ini adalah BELUM MENJADI MEMBER KUMPULSOAL.COM !
Dapatkan soal-soal berikut kunci jawaban yang lebih banyak dengan menjadi MEMBER di KUMPULSOAL.COM!

SOAL ESSAY

1.

Duabuah pegas dengan masung-masing konstanta 100 N/m dan 200 N/m digantungi beban bermassa 20 kg. Hitunglah:

a. Frekuensi osilasi saat tersusun seri

 

b. Frekuensi osilasi saat tersusun pararel

2.

Sebuah pegas digantung dengan posisi seperti gambar berikut! Pegas kemudian diberi beban benda bermassa M = 500 gram sehingga bertambah panjang 5 cm.




Tentukan :
a) Nilai konstanta pegas
b) Energi potensial pegas pada kondisi II
c) Energi potensial pegas pada kondisi III ( benda M kemudian ditarik sehingga bertambah panjang 7 cm)
d) Energi potensial sistem pegas pada kondisi III
e) Periode getaran yang terjadi jika pegas disimpangkan hingga bergetar harmonis
f) Frekuensi getaran pegas

3.

Sebuah benda bermassa M = 1,90 kg diikat dengan pegas yang ditanam pada sebuah dinding seperti gambar dibawah! Benda M kemudian ditembak dengan peluru bermassa m = 0,10 kg.



Jika peluru tertahan di dalam balok dan balok bergerak ke kiri hingga berhenti sejauh x = 25 cm, tentukan kecepatan peluru dan balok saat mulai bergerak jika nilai konstanta pegas adalah 200 N/m!

4.

Sebuah pipa vertikal terpasang di dalamnya sebuah pegas dan sebuah penampang lingkaran dari karet berjari-jari 10 cm seperti terlihat pada gambar berikut.



Suatu zat cair dengan massa jenis 800 kg/m3 kemudian dimasukkan ke dalam pipa hingga setinggi 35 cm. Pegas tertekan ke bawah hingga posisinya setinggi h. Jika konstanta pegas adalah 200 N/m dan percepatan gravitasi 10 m/s2 tentukan nilai h!

5.

Untuk merenggangkan pegas sebesar 5 cm diperlukan gaya 10 N. Tentukan pertambahan panjang pegas jika ditarik dengan gaya sebesar 25 N!

6.

Dua buah pegas disusun diantaranya sebuah benda bermassa 1 kg dan ujung-ujung lainya pada titik diam. Benda ditarik ke kanan dengan gaya 20 N dan mengalami persimpangan sejauh 0,04 m. Jika kedua pegas sama, tentukan konstanta pegas masing-masing!

7.

Perhatikan gambar berikut! Pegas-pegas dalam susunan adalah identik dan masing-masing memiliki konstanta sebesar 200 N/m.


Gambar 3a


Gambar 3b

Tentukan :
a) nilai total konstanta susunan pegas pada gambar 3a
b) nilai total konstanta susunan pegas pada gambar 3b

8.

sebutkan manfaat pegasdalam kehidupan sehari-hari?

 

9.

Jelaskan perbedaan susunan seri dan paralel pada pegas?

10.

Perhatikan gambar berikut ini!


Tentukan :
a) nilai konsanta pegas
b) energi potensial pegas saat x = 0,02 meter
(Sumber gambar : Soal UN Fisika 2008 Kode Soal P4 )

Status keanggotaan Anda saat ini adalah BELUM MENJADI MEMBER KUMPULSOAL.COM !
Dapatkan soal-soal berikut kunci jawaban yang lebih banyak dengan menjadi MEMBER di KUMPULSOAL.COM!

KUNCI JAWABAN



KUNCI JAWABAN ESSAY:

1.

a. Frekuensi osilasi saat tersusun seri

b. Frekuensi osilasi saat tersusun pararel

 

2.

a) Nilai konstanta pegas
Gaya-gaya yang bekerja pada benda M saat kondisi II adalah gaya pegas dengan arah ke atas dan gaya berat dengan arah ke bawah. Kedua benda dalam kondisi seimbang.



b) Energi potensial pegas pada kondisi II



c) Energi potensial pegas pada kondisi III ( benda M kemudian ditarik sehingga bertambah panjang 7 cm)



d) Energi potensial sistem pegas pada kondisi III



e) Periode getaran yang terjadi jika pegas disimpangkan hingga bergetar harmonis



f) Frekuensi getaran pegas

3.

Peluru berada di dalam balok, sehingga kecepatan keduanya sama besarnya, yaitu v. Balok dan peluru ini punya energi kinetik EK. Kenapa kemudian berhenti? Karena dilawan oleh gesekan pada lantai. Jadi persamaan untuk kasus ini adalah :



Masuk datanya untuk mendapatkan kecepatan awal gerak balok (dan peluru di dalamnya) :

4.

Soal ini menghubungkan topik gaya pegas dengan gaya berat dari cairan atau fluida. Ingat selain rumus berat w = mg, bisa juga w = ρ g V, dimana ρ adalah massa jenis benda dan V adalah volume benda. Jika benda berbentuk tabung, volume benda bisa diganti dengan luas alas kali tinggi atau hA, sehingga w = ρ g hA.

Tentukan dulu perubahan panjang pegas akibat diisinya pipa dengan cairan:
Gaya dari pegas = Gaya dari zat cair



Dengan demikian h = 50 cm − 44 cm = 6 cm

5.

Dari rumus gaya pegas diperoleh besar konstanta pegas, jangan lupa ubah cm ke m:
F = kΔx
10 = k(0,05) k = 10/0,05
k = 200 N/m

Untuk F = 25 N, dengan k = 200 N/m
F = kΔx
25 = 200Δx
Δx = 25/200 meter = 12,5 cm.

Selain cara di atas bisa juga dengan cara perbandingan, hasilnya sama.

Kunci jawaban isian berikutnya akan muncul bila kamu menjadi member !
6.

7.

a) nilai total konstanta susunan pegas pada gambar 3a
Susunan pada gambar 3a identik dengan 4 pegas yang disusun paralel, sehingga ktot = 200 + 200 + 200 + 200 = 800 N/m

b) nilai total konstanta susunan pegas pada gambar 3b

8.

1. sebagai alat ukur gaya

2. Sistem suspensi kendaraan bermotor

3. terdapat pada setir kemudi yang akan mengurangi kemungkinan dada pengemudi menabrak setir ketika tabrakan

 

 

9.

pada susunan seri pegas :

- Gaya yang bekerja pada pegas-pegas tersebut adalah sama yaitu sebesar gaya berat beban. F1 = F2 = W =      m.g

- Pertambahan panjang total adalah jumlah pertambahan panjang yang dialami oleh masing-masing pegas. ΔL =    ΔL1+ ΔL2.
sedangkan pada susunan paralel pegas :

- Gaya yang bekerja pada pegas-pegas tersebut adalah jumlah gaya yang berkerja pada masing-masing pegas.   F = W = F1 + F2

- Pertambahan panjang total pada susunan paralel adalah sama dengan pertambahan panjang yang dialami oleh   masing-masing pegas.  ΔL = ΔL1 = ΔL2.


sehingga dapat disimpulkan bahwa pada susunan pegas secara paralel, pertambahan panjang pegas lebih sedikit dibandingkan susunan seri pegas.

10.

a) nilai konsanta pegas



b) energi potensial pegas saat x = 0,02 meter