Pada benda yang bergetar harmonik sederhana bekerja resultan gaya yang selalu mengarah ke titik keseimbangan, dan besar resultan gaya ini sebanding dengan simpangan benda terhadap titik keseimbangan. Gaya tersebut dinamakan gaya pemulih.
Gaya Pemulih pada Pegas: F = - k x
Gaya pemulih pada bandul: F = m.g. sin ⊖
Periode pada pegas:
Periode pada ayunan:
Persamaan Gerak Harmonik:
Simpangan y = A sin ωt
Kecepatan v = ω A cos ωt
Percepatan a = - ω² y
Latihan:
1) Sebuah partikel bermassa 0,5 kg yang terletak di ujung sebuah pegas bergetar harmonis dengan amplitudo 0,1 m dan periode 2 detik. Tentukanlah simpangan, kecepatan, dan percepatan partikel itu setelah bergerak selama:
a. t = 0
b. t = T/8
c. t = T/4
d. t = 3T/8
e. t = T/2
f. t = 5T/8
g. t = 3T/4
h. t = 7T/8
i. t = T
2) Sebuah pegas digantung vertikal. Kemudian ujung bawahnya diberi beban 5 kg sehingga panjangnya bertambah 0,1 m. Beban ditarik 0,05 m ke bawah kemudian dilepaskan. Tentukan:
a. Amplitudo [Jawaban: 0,05 m]
b. Periode [Jawaban: 0,2π detik]
c. Frekuensi [Jawaban: 5/π Hz]
3) Suatu ayunan sederhana memiliki periode 1 detik di suatu tempat yang percepatan gravitasinya 9,8 m/s². Tentukan:
a. Panjang tali ayunan tersebut [Jawaban: 0,25 m]
b. Periode ayunan tersebut di bulan, apabila percepatan gravitasi di bulan = 1/6 percepatan gravitasi bumi [Jawaban: √6 detik]
4) Sebuah benda bermassa 200 gram dihubungkan ke ujung pegas ringan yang tetapannya 5 N/m dan bebas bergetar pada bidang mendatar tanpa gesekan. Benda ditarik sejauh 5 cm dari titik keseimbangan dan kemudian dilepaskan dari keadaan diam, seperti gambar. Tentukan:
a. periode getaran [Jawaban: 0,4π detik]
b. kelajuan maksimum benda [Jawaban: 0,25 m/s]
c. percepatan maksimum benda [Jawaban: 1,25 m/s²]
d. simpangan sebagai fungsi waktu
e. kecepatan sebagai fungsi waktu
f. percepatan sebagai fungsi waktu
g. selang waktu minimum yang diperlukan benda sehingga simpangannya setengah dari amplitudonya [Jawaban: π/15 detik]
Sumber: Fisika SMA Marthen Kanginan
Gaya Pemulih pada Pegas: F = - k x
Gaya pemulih pada bandul: F = m.g. sin ⊖
Periode pada pegas:
Persamaan Gerak Harmonik:
Simpangan y = A sin ωt
Kecepatan v = ω A cos ωt
Percepatan a = - ω² y
Latihan:
1) Sebuah partikel bermassa 0,5 kg yang terletak di ujung sebuah pegas bergetar harmonis dengan amplitudo 0,1 m dan periode 2 detik. Tentukanlah simpangan, kecepatan, dan percepatan partikel itu setelah bergerak selama:
a. t = 0
b. t = T/8
c. t = T/4
d. t = 3T/8
e. t = T/2
f. t = 5T/8
g. t = 3T/4
h. t = 7T/8
i. t = T
2) Sebuah pegas digantung vertikal. Kemudian ujung bawahnya diberi beban 5 kg sehingga panjangnya bertambah 0,1 m. Beban ditarik 0,05 m ke bawah kemudian dilepaskan. Tentukan:
a. Amplitudo [Jawaban: 0,05 m]
b. Periode [Jawaban: 0,2π detik]
c. Frekuensi [Jawaban: 5/π Hz]
3) Suatu ayunan sederhana memiliki periode 1 detik di suatu tempat yang percepatan gravitasinya 9,8 m/s². Tentukan:
a. Panjang tali ayunan tersebut [Jawaban: 0,25 m]
b. Periode ayunan tersebut di bulan, apabila percepatan gravitasi di bulan = 1/6 percepatan gravitasi bumi [Jawaban: √6 detik]
4) Sebuah benda bermassa 200 gram dihubungkan ke ujung pegas ringan yang tetapannya 5 N/m dan bebas bergetar pada bidang mendatar tanpa gesekan. Benda ditarik sejauh 5 cm dari titik keseimbangan dan kemudian dilepaskan dari keadaan diam, seperti gambar. Tentukan:
a. periode getaran [Jawaban: 0,4π detik]
b. kelajuan maksimum benda [Jawaban: 0,25 m/s]
c. percepatan maksimum benda [Jawaban: 1,25 m/s²]
d. simpangan sebagai fungsi waktu
e. kecepatan sebagai fungsi waktu
f. percepatan sebagai fungsi waktu
g. selang waktu minimum yang diperlukan benda sehingga simpangannya setengah dari amplitudonya [Jawaban: π/15 detik]
Sumber: Fisika SMA Marthen Kanginan
0 comments:
Post a Comment