Bank Soal Fisika SMA Periode Gerak Harmonik Sederhana (GHS)

Soal

Pilgan

Lihat Pembahasan

Tiga pegas dengan konstanta pegas masing-masing adalah $k_1=2\pi^2$ N/m, $k_2=3\pi^2$ N/m, dan $k_3=4\pi^2$ N/m disusun secara paralel dan diberi beban bermassa 4 kg seperti pada gambar. Rangkaian sisitem pegas tersebut kemudian ditarik sejauh $x$ lalu dilepaskan sehingga bergerak secara harmonik sederhana.

Jika $x$ = 20 cm, maka besar frekuensi sistem pegas tersebut adalah ... Hz.

A

0,15

B

0,25

C

0,50

D

0,75

E

1,05

Pembahasan:

Diketahui:

Rangkaian sistem pegas.

Konstanta pegas 1 $k_1=2\pi^2$ N/m

Konstanta pegas 2 $k_2=3\pi^2$ N/m

Konstanta pegas 3 $k_3=4\pi^2$ N/m

Massa beban rangkaian $m=4$ kg

Simpangan $x$ = 20 cm = 0,2 m

Ditanya:

Frekuensi rangkaian $f=$ ?

Jawab:

Frekuensi merupakan banyaknya getaran yang terjadi setiap satuan waktu. Pada pegas, besarnya frekuensi dapat dicari melalui persamaan berikut.

$f=\frac{1}{2\pi}\sqrt{\frac{k}{m}}$

Dimana $k$ merupakan konstanta pegas dan $m$ merupakan massa beban. Pada kasus ini, konstanta pegas yang digunakan merupakan konstanta pegas total dari rangkaian, sehingga untuk menghitung frekuensinya, perlu dihitung kontanta pegas totalnya terlebih dahulu. Karena ketiga pegas disusun secara paralel, maka dapat digunakan persamaan konstanta pengganti pegas paralel berikut.