iklan header

Pembahasan Soal Gerak Harmonik Sederhana

www.solusifisika.com
Solusi Soal Gerak Harmonik Sederhana
1. Soal
Sebuah titik materi melakukan gerak harmonik sederhana dengan amplitudo A. Pada saat simpangannya  , maka fase getarannya terhadap titik seimbang adalah $($UMPTN 1994$)$
A. 
B. 
C. 
D. 
E. 
Pembahasan
Diketahui

Persamaan Gerak Harmonik Sederhana
         
         

   
 
        
        
Jawaban A
2. Soal
Sebuah partikel melakukan getaran selaras dengan frekuensi 5 Hz dan amplitudo 10 cm. Kecepatan partikel pada saat berada pada simpangan 8 cm adalah... cm/s $($UMPTN 1993$)$
A.  
B. 
C. 
D. 
E.  
Pembahasan
Diketahui
f  = 5 Hz
A = 10 cm
y  = 8 cm
kecepatan pada saat y


Jawaban C
3. Soal
Sebuah benda yang massanya 2,00 kg bergetar harmonis sederhana dengan persamaan simpangan, y = 0,20 sin 45t dalam satuan SI, maka: (SIMAK UI 2012)
1) pada saat t = 2 detik simpangannya = 0,20 m
2) pada saat t = 4/3 s, kecepatannya = 0,10 m/s
3) energi kinetik maksimumnya = 81,00 J
4) energi total benda = 9,00 J
Pembahasan
Diketahui
m = 2 kg
y = 0,20 sin 45t
pernyataan 
1. Simpangan  saat t = 2 detik
     y = 0,2 sin 90 = 0,2 m
2. Kecepatan pada saat t = 4/3 s
     v = 9 cos 45t = 9 cos 45 $($4/3$)$= 9 cos 60 = 4,5 m/s
3. Energi Kinetik maksimum 
   
   
   
4. Energi total benda = energi kinetik total =  81 joule
Jawaban B
4. Soal
Sebuah partikel mengalami gerak harmonik sederhana dengan amplitudo 5 cm. Saat simpangannya 3 cm, kecepatannya  cm/s. Frekuensi geraknya adalah? $($UM UGM 2014$)$
A. 16 Hz
B. 10 Hz
C. 8 Hz
D. 5 Hz
E.4 Hz
Pembahasan
Diketahui
A = 5 cm
y = 3 cm
v =  cm/s
maka
     
     


    
Jawaban B
5. Soal
Benda bermassa  2 kg bergetar selaras sederhana. Ketika benda tersebut berada di titik setimbang kecepatannya 2 m/s dan ketika di simpangan 20 cm benda itu diam. Kecepatan  benda ketika di simpangan 16 cm sebesar? $($UM UGM 2016$)$
A. 1,8 m/s
B. 1,6 m/s
C. 1,2 m/s
D. 1,0 m/s
E. 0,8 m/s
Pembahasan
Diketahui
m = 2 kg
A = 20 cm 




maka :




Jawaban C
6. Soal
Dua sistem getaran selaras sederhana identik A dan B, masing - masing berupa massa m terikat pada pegas dengan tetapan gaya k. Apabila amplitudo B 40 cm dan amplitudo A 20 cm, nilai perbandingan kecepatan kedua getaran pada saat simpangan keduanya sama 10 cm adalah?  .... $($UM UGM 2015$)$
A. 
B. 
C. 2
D. 
E. 
Pembahasan
Diketahui
massa m
 = 20 cm
 = 40 cm
y = 10 cm

maka :




Jawaban D
7. Soal
Sebuah batu dengan massa m digantung pada sebuah pegas dan ditarik lalu dilepas sehingga menghasilkan gerak osilasi. Jika batu diganti dengan  besi bermassa 2m, maka pernyataan yang benar tentang periode T, kecepatan maksimum  dan percepatan maksimum  gerak osilasi yang dihasilkan adalah? $($SBMPTN 2016$)$
A. T bertambah,  bertambah,  bertambah
B. T bertambah,  bertambah,  berkurang
C. T bertambah,  berkurang,  berkurang
D. T bertambah,  berkurang,  bertambah
E. T bertambah,  bertambah,  berkurang
Pembahasan
Diketahui


Jika massa diubah menjadi 
maka :
Periode

T sebanding dengan akar m, karena massa diperbesar maka periode bertambah
Kecepatan etar(v)

v berbanding terbalik dengan akar m, karena massa diperbesar maka v berkurang
Percepatan getar(a)

a berbanding terbalik dengan m, karena massa diperbesar maka a berkurang
Jawaban C
8. Soal
Sebuah pegas dengan tetapan pegas k dihubungkan dengan balok dan diberi simpangan awal A sehingga berisolasi pada bidang datar. Akibat gesekan antara balok dan bidang datar, pegas kehilangan seperempat energi mekaniknya untuk setiap periode osilasi. Sesaat setelah menyelesaikan tiga kali osilasi, simpangan maksimum pegas adalah? $($SBMPTN 2017$)$
A. 
B. 
C. 
D. 
E. 
Pembahasan
Diketahui
A= amplitudo
setiap periode pegas kehilangan seperempat energi mekanik
Saat tiga kali osilasi amplitudonya?
Periode  1
 
     
     
    
     
Periode  2
Periode  3
Jawaban E
9. Soal
Sebuah kapal bermuatan bersandar di pelabuhan yang air lautnya tenang (tak ada ombak). Ketika kapal dalam keadaan kosong tanpa muatan barang, akibat naik turunnya seorang dari kapal, kapal terayun-ayun naik turun terhadap permukaan air dengan periode  . Ketika kapal berisi muatan penuh, kapal terayun-ayun naik turun terhadap permukaan air dengan periode  . Rasio massa muatan kapal terhadap massa kapal ketika kosong kira - kira ? $($UTUL UGM 2018$)$
A. 
B. 
C. 
D. 
E. 
Pembahasan
Diketahui
                         
    
Periode pegas
maka
Jawaban C
10. Soal
Sebuah benda dengan massa m mengalami getaran selaras. Andaikan frekuensi sudut getaran itu  . Ketika benda itu berada di koordinat x = a, momentum benda itu adalah  , berapakah mementum benda itu ketika ia berada di x = b? $($SIMAK UI 2010$)$
A. 
B. 
C.  atau 
D. 
E. 
Pembahasan
Diketahui
maka:
momentum linear ketika 

Jawaban B

11. Soal

Sebuah matematis dipasang pada langit – langit kabin sebuah wahana ruang angkasa. Panjang tali bandul 1,0 m . Pada suatu saat , wahana sedang jauh dari benda angkasa apapun dan dipercepat searah dengan vektor normal pada lantai kabin. Saat itu, bandul diayun dan memiliki frekuensi f = 0,48 Hz. Kemudian tali bandul itu diganti dengan tali yang lain dengan panjang 2,25m. Frekuensi bandul setelah tali diganti adalah . . . . Hz $($UTBK 2021$)$

A. 0,32

B. 0,42

C. 0,54

D. 0,68

E. 0,74

Pembahasan
Diketahui:
Bandul




    
   


   
   

Jawaban A

12. Soal
Sebuah beban bermassa m yang diikatkan pada ujung kanan sebuah pegas dengan konstanta pegas k diletakkan pada lantai datar dengan ujung pegas sebelah kiri terikat pada dinding. Beban ditarik ke kanan sampai ke titik A yang berjarak a dari titik setimbang dan kemudian dilepaskan sehingga berisolasi.
Setelah dilepas, beban bergerak ke kiri melewati titik seimbang O dan berhenti sesaat di titik B sebelah kiri titik seimbang. Apabila lantai licin sempurna serta  dan  berturut - turut adalah energi mekanik dan energi kinetik sistem, maka . . . .

A.  di titik O kurang dari  di B
B.  di titik O sama dengan  di B
C.  di titik O kurang dari  di A
D.  di titik O sama dengan  di A
E.  di titik O lebih dari  di A

Pembahasan

Karena permukaan licin, maka berlaku hukum kekekalan energi, energi mekanik dimanapun sama. Pernyataan yang benar adalah 
 dan 
 dan 
 0 dan 

maka nilai   di titik O sama dengan  di A
Jawaban D
13. Soal

Sebuah beban bermassa m yang diikatkan pada ujung kanan sebuah pegas dengan konstanta pegas k diletakkan pada lantai datar dengan ujung pegas sebelah kiri terikat pada dinding. Beban ditarik ke kanan sampai ke titik A yang berjarak a dari titik setimbang dan kemudian dilepaskan sehingga berisolasi.
Setelah dilepas,  beban bergerak ke kiri melewati titik seimbang 0 dan berhenti sesaat pada jarak b di debelah kiri titik seimbang. Kemudian, beban bergerak ke kanan dan berhenti sesaat pada jarak c di sebelah kanan titik seimbang. Apabila  adalah energi kinetik sistem dan  di titik O sama dengan , maka . . . .

A. b < c
B. b > c
C. b < a
D. b = a
E. b > a
Pembahasan
Pernyataan yang benar adalah 
 dan 
 dan 
 0 dan 

Jawaban D

14. Soal

Pernyataan berikut yang salah untuk benda yang mengalami gerak harmonik sederhana adalah? $($UM UGM 2017$)$
A. pada saat simpangan benda adalah 1/2 simpangan maksimum, energi potensialnya = 1/2 energi potensial maksimum.
B. saat di titik seimbang, energi kinetiknya maksimum
C. pada saat di titik terjauh , energi kinetiknya nol
D. arah percepatan benda selalu berlawanan dengan arah simpangan
E. jumlah energi kinetik dan energi potensial selalu tetap
Pembahasan
Pernyataan 
A. Salah
     Ketika  y = 1/2 A nilai  Ep = 1/4 Ep maksimum
B. Benar
     Pada titik seimbang nilai kecepatan energi kinetik maksimum
C. Benar
   Pada titik terjauh atau simpangan maksimum nilai simpangan maksmium, energi potensial maksimum dan enrgi kinetik minimum(nol)
D. Benar
   Arah percepatan benda selalu melawan arah simpangan dan kecepatan
E. Benar
  jumlah energi kinetik dan energi potensial (energi mekanik) selalu tetap
Jawaban A

15. Soal

Grafik di atas menunjukkan suatu getaran harmonik sebuah partikel.

Pada t = 0,4 s, partikel memiliki ? UTBK 2022

A. Energi kinetik maksimum dan energi potensial minimum

B. Energi kinetik sama dengan energi potensial

C. Energi kinetik lebih besar daripada energi potensial

D. Energi kinetik minimum dan energi potensial maksimum

E. Energi kinetik maksimum dan energi potensial nol

Pembahasan
Pada t = 4 s, partikel berada pada simpangan maksimum $(y=A)$ 

di simpangan maksimum $(y=A)$

$v$ bernilai minimum $(v=0)$

$E_{p}$ bernilai maksimum

$E_{k}$ bernilai minimum

$E_{m}=\frac {1}{2}kA^{2}$

Jawaban D

15. Soal

Sebuah benda bergerak harmonik dengan amplitudo $2\sqrt{3}$ cm. Pada saat kecepatannya 1/2 kecepatan maksimum, maka simpangan getaran?
A. 2 cm
B. 3 cm
C. 5 cm
D. 6 cm
E. 9 cm
Pembahasan
Diketahui 
$A=2 \sqrt {3}\; cm$
$v_{y}=\frac {1}{2}v_{max}$
maka nilai y?
\begin{aligned} v_{y}&=\frac {1}{2}v_{max}\\ \omega \sqrt {A^{2}-y^{2}}&=\frac {1}{2}\omega A\\ \sqrt {A^{2}-y^{2}}&=\frac {1}{2}A\\ A^{2}-y^{2}&=\frac {1}{4}A^{2}\\ y^{2}&=\frac {3}{4}A^{2}\\ y&=\frac {1}{2}\sqrt {3}A\\ y&=\frac {1}{2}\sqrt {3}(2\sqrt {3})\\ y&= 3\; cm \end{aligned}
Jawaban B
Pembahasan Soal Gerak Harmonik Sederhana yang sering dijadikan soal tugas dan ulangan dapat dilihat pada channel youtube di bawah ini.

0 Response to "Pembahasan Soal Gerak Harmonik Sederhana"

Post a Comment

Silahkan kasih masukan positif dan komentar secara bijak.

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel