Soal Latihan GHS Kelas D

Soal-soal Getaran Harmonis Sederhana
Kelas D
1. Bila sebuah massa 400 g bergantung pada ujung pegas vertikal, maka pegas itu
memanjang 35 cm. Bagaimanakah besaran pegas tadi dan berapakah pegas itu
memanjang bila ditambahkan massa 400 g kepada massa tersebut?
2. Suatu massa m = 102 g digantung pada pegas vertikal. Posisi setimbang adalah y = 0.
Massa kemudian ditarik ke bawah sejauh d = 10 cm dari posisi setimbang kemudian
dilepaskan pada t = 0. Periode osilasi yang terukur adalah T = 0.8 s.
a. Tentukan konstanta pegas k?
b. Tuliskan persamaan untuk posisi, kecepatan, & percepatan massa sebagai fungsi
waktu.
c. Tentukan kecepatan maksimum?
d. Tentukan percepatan maksimum?
3. Sebuah massa 200g bergetar secara horizontal tanpa gaya
gesekan pada ujung ujung pegas horizontal dimana k = 7,0 N/m.
Massa tersebut ditarik 5,0 cm dari kesetimbangan dan
dilepaskan. Tentukan (a) laju maksimum; (b) laju ketika berada
3,0 cm dari kesetimbangan; (c) berapakah percepatannya?
4. Sebuah massa 50g bergantung pada ujung pegas Hookean. Ketika beban tambahan
20g diberikan pada ujung pegas, pegas tersebut meregang 7,0 cm lebih panjang.
a. Tentukan konstanta pegas!
b. Jika massa 20g diambil, berapakah periode gerak?
5. Dua buah pegas identik memiliki konstanta pegas k = 20 N/m dihubungkan dengan
sebuah benda bermassa 0,50kg. Bila gesekan benda dengan lantai diabaikan, maka
tentukan frekuensi getaran apabila:
a. Pegas disusun seri
b. Pegas disusun parallel
6. Benda bermassa 3 kg terikat di ujung sebuah pegas (k = 150 N/m) yang ada di atas
lantai licin dan ujung lain terikat pada tembok. Mula-mula benda ditekan oleh gaya
horizontal F hingga pegas memendek sejauh 2 cm, kemudian dilepas. Tentukan:
a. Frekuensi getaran
b. Posisi benda pada t = 0,2 s
c. Energi kinetik pada t = 0,2 s
7. Sebuah partikel dipengaruhi oleh dua getaran sederhana berfrekuensi sama dengan
arah simpangan sama. Persamaan kedua getaran masing-masing adalah:
𝜋
𝑥1 = 3 sin (𝜔𝑡 + )
6
𝑥2 = 4 cos(𝜔𝑡)
Tentukan persamaan getaran resultannya!
8. Misalnya pada gambar berikut, massa 200g pada awalnya bergerak ke kiri dengan laju
8,0 m/s. Massa tersebut menabrak pegas dan menempel padanya. (a) berapa jauh
massa tersebut menekan pegas? (b) jika sistem kemudian berosilasi bolak-balik,
berapakah amplitudo osilasi? Abaikan gaya gesekan dan massa pegas yang kecil.