XI bab 3 elastisitas dan gerak harmonis marthen
1. Sebuah beban 20 N digantungkan pada kawat yang panjangnya 3,0 m dan
luas penampangnya 8 ×10 −7 m 2 hingga menghasilkan pertambahan panjang
0,1 mm. hitung:
a. Teganagan
b. Regangan
c. Modulus elastic kawat
Jawab:
2. Seutas kawat baja memiliki panjang 4 m dan luas penampang 2 ×10 −6 N/m 2 .
Sebuah gaya dikerjakan untuk menarik kawat itu sehingga bertambah panjang
0,3 m. hiutng gaya tarik itu
Jawab:
3. Untuk keamannan dalam mendaki, seorang pendaki gunung mengunakan
sebuah 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 π = 3,15 dan g = 9,86 m/s 2 )
Jawab:
4. Sebuah batang kaku berat ditahan mendatar ditempatnya oleh dua utas
kawat 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:
5. Sebuah pegas meregang 10 mm ketika ditarik oleh gaya 2 N.
a. Berapakah pertambahan panjangnya ketika ditarik oleh gay 5 N?
b. Berapa gaya tarik yang diperlukan untuk meregangkan pegas sepanjang 6
mm?
Jawab:
6. Tabel dibawah ini menujukan pembacaan skala pada percobaan menarik
sebuah pegas.
Beban (N)
0
1
2
3
4
5
6
Panjang (mm)
40
49
58
67
76
88
110
Pertambahan panjang (mm)
a.
b.
c.
d.
Salin dan lengkapi tabel tersebut
Berapakah panjang awal pegas?
Buatlah grafik pertambahan panjang pegas terhadap beban
Berapakah beban yang diperlukan untuk menghasilkan pertambahan
panjang 35 mm?
e. Berapa beban yang diperlukan untuk menghasilkan panjang pegas menjadi
65 mm?
Jawab:
7. Sebuah pegas yang tergantung tanpa beban panjangnya 20 cm. jika ujung
bawah pegas bebas digantungi beban 100 gram, panjang pegas menjadi 24
cm. berapakah panjang pegas bebas jika ujung bawahnya digantungi beban
150 gram?
Jawab:
8. Pada seutas kawat baja dengan panjang 3 m dn luas penampang 0,15 cm2
digantungkan sebuiah beban bermassa 500 kg (g = 9 ,8 m/s 2 ). Tentukan
a. Tetapan gaya kawat
b. Pertambahan panjang kawat (modulus elastic kawat baja = 2 × 1011 N/m 2 )
Jawab:
9. Modulus elatis kawat x setengah kali y. panjang kawat x dan y masing-masing 1
m, 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:
10. Suatu benda bermassa 0,1 kg melakukan gerak harmonik dengan amplitudo 10
mm dan periode π / 2 s . Hitung
a. Kecepatan maksimum
b. Gaya maksimum yang bekerja pada benda
Jawab:
11. Sebuah partikel bergerak harmonik sederhana. Persamaan simpangannya
dinyatakan sebagai y = 6 sin 0,2 t dengan t dalam sekon dan y dalam
cm.hitung:
a. Amplitudo,perioda, dan frekuensigerak
b. Persamaan kecepatan dan percepatannya
c. Simpangan, kecepatan dan percepatannyapada t = 2,5 π sekon
Jawab:
12. Sebuah partikel bergerak harmonik sederhana dengan frekuensi 100 Hz dan
amplitudo 3 × 10 −4 m .
a. Hitung kecepatan an percepatan di titik seimbang
b. Hitung kecepatan dan percepatan pada saat simpangan maksimum
c. Tentukan persamaan simpangan, kecepatan dan percepatan sebagai
fungsi waktu.
Jawab:
13. Suatu benda mengalami gerak harmonik sederhana dengan periode π / 2 s
dan amplitudo 0,6 m. pada t = 0 benda ada di y = 0. Berapa jauh benda dari
posisi keseimbangannya ketika t = π / 10 s ?
Jawab:
14. Suatu benda mengalami gerak harmonik sederhana dengan periode T= 0,500 s
dan 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:
15. Sebuah balok yang dihubungkan ke ujung sebuah pegas mengalami gerak
harmonik sederhana dan perpindahannya dinyatakan oleh x = 0,2 sin (15 t + 0,2)
m. tentukan:
a. Percepatan balok ketika x = 0,08 m
b. Waktu paling singkat dimana x = 0,1 m da n ke c e p a ta n v
luas penampangnya 8 ×10 −7 m 2 hingga menghasilkan pertambahan panjang
0,1 mm. hitung:
a. Teganagan
b. Regangan
c. Modulus elastic kawat
Jawab:
2. Seutas kawat baja memiliki panjang 4 m dan luas penampang 2 ×10 −6 N/m 2 .
Sebuah gaya dikerjakan untuk menarik kawat itu sehingga bertambah panjang
0,3 m. hiutng gaya tarik itu
Jawab:
3. Untuk keamannan dalam mendaki, seorang pendaki gunung mengunakan
sebuah 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 π = 3,15 dan g = 9,86 m/s 2 )
Jawab:
4. Sebuah batang kaku berat ditahan mendatar ditempatnya oleh dua utas
kawat 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:
5. Sebuah pegas meregang 10 mm ketika ditarik oleh gaya 2 N.
a. Berapakah pertambahan panjangnya ketika ditarik oleh gay 5 N?
b. Berapa gaya tarik yang diperlukan untuk meregangkan pegas sepanjang 6
mm?
Jawab:
6. Tabel dibawah ini menujukan pembacaan skala pada percobaan menarik
sebuah pegas.
Beban (N)
0
1
2
3
4
5
6
Panjang (mm)
40
49
58
67
76
88
110
Pertambahan panjang (mm)
a.
b.
c.
d.
Salin dan lengkapi tabel tersebut
Berapakah panjang awal pegas?
Buatlah grafik pertambahan panjang pegas terhadap beban
Berapakah beban yang diperlukan untuk menghasilkan pertambahan
panjang 35 mm?
e. Berapa beban yang diperlukan untuk menghasilkan panjang pegas menjadi
65 mm?
Jawab:
7. Sebuah pegas yang tergantung tanpa beban panjangnya 20 cm. jika ujung
bawah pegas bebas digantungi beban 100 gram, panjang pegas menjadi 24
cm. berapakah panjang pegas bebas jika ujung bawahnya digantungi beban
150 gram?
Jawab:
8. Pada seutas kawat baja dengan panjang 3 m dn luas penampang 0,15 cm2
digantungkan sebuiah beban bermassa 500 kg (g = 9 ,8 m/s 2 ). Tentukan
a. Tetapan gaya kawat
b. Pertambahan panjang kawat (modulus elastic kawat baja = 2 × 1011 N/m 2 )
Jawab:
9. Modulus elatis kawat x setengah kali y. panjang kawat x dan y masing-masing 1
m, 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:
10. Suatu benda bermassa 0,1 kg melakukan gerak harmonik dengan amplitudo 10
mm dan periode π / 2 s . Hitung
a. Kecepatan maksimum
b. Gaya maksimum yang bekerja pada benda
Jawab:
11. Sebuah partikel bergerak harmonik sederhana. Persamaan simpangannya
dinyatakan sebagai y = 6 sin 0,2 t dengan t dalam sekon dan y dalam
cm.hitung:
a. Amplitudo,perioda, dan frekuensigerak
b. Persamaan kecepatan dan percepatannya
c. Simpangan, kecepatan dan percepatannyapada t = 2,5 π sekon
Jawab:
12. Sebuah partikel bergerak harmonik sederhana dengan frekuensi 100 Hz dan
amplitudo 3 × 10 −4 m .
a. Hitung kecepatan an percepatan di titik seimbang
b. Hitung kecepatan dan percepatan pada saat simpangan maksimum
c. Tentukan persamaan simpangan, kecepatan dan percepatan sebagai
fungsi waktu.
Jawab:
13. Suatu benda mengalami gerak harmonik sederhana dengan periode π / 2 s
dan amplitudo 0,6 m. pada t = 0 benda ada di y = 0. Berapa jauh benda dari
posisi keseimbangannya ketika t = π / 10 s ?
Jawab:
14. Suatu benda mengalami gerak harmonik sederhana dengan periode T= 0,500 s
dan 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:
15. Sebuah balok yang dihubungkan ke ujung sebuah pegas mengalami gerak
harmonik sederhana dan perpindahannya dinyatakan oleh x = 0,2 sin (15 t + 0,2)
m. tentukan:
a. Percepatan balok ketika x = 0,08 m
b. Waktu paling singkat dimana x = 0,1 m da n ke c e p a ta n v