Bank Soal Fisika SMA Periode Gerak Harmonik Sederhana (GHS)

Soal

Pilgan

Pembahasan

Perhatikan gambar berikut.

Pegas 1 ( $k_{1} = 2$ N/m), pegas 2 ( $k_{2} = 8$ N/m), dan pegas 3 ( $k_{3} = 8$ N/m) disusun secara seri-paralel seperti pada gambar. Susunan pegas tersebut kemudian diberi beban bermassa 1 kg lalu ditarik dan dilepaskan, sehingga bergetar secara harmonik. Jika $g$ = 10 m/s², maka besar frekuensi getaran sistem pegas tersebut adalah ... Hz

A

$\frac{1}{3 π}$

B

$\frac{2}{3 π}$

C

$\frac{1}{π}$

D

$\frac{2 π}{3}$

E

$\frac{3 π}{2}$

Pembahasan:

Diketahui:

Gambar rangkaian sistem pegas.

Konstanta pegas 1 $k_1=2$ N/m

Konstanta pegas 2 $k_2=8$ N/m

Konstanta pegas 3 $k_3=8$ N/m

Massa beban rangkaian pegas $m$ = 1 kg

Percepatan gravitasi $g$ = 10 m/s²

Ditanya:

Frekuensi pegas $f=$ ?

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.

Mula-mula menghitung konstanta pegas pengganti dari pegas 2 dan 3 yang disusun paralel sebagai berikut.

$k_{\text{p}}=k_2+k_3$

$k_{\text{p}}=8+8$

$k_{\text{p}}=16$ N/m

Selanjutnya menghitung konstanta pegas total dari pegas pengganti paralel dan pegas 1 yang disusun seri sebagai berikut.

$\frac{1}{k_{\text{s}}}=\frac{1}{k_{\text{total}}}=\frac{1}{k_1}+\frac{1}{k_{\text{p}}}$

$\frac{1}{k_{\text{total}}}=\frac{1}{2}+\frac{1}{16}$

$\frac{1}{k_{\text{total}}}=\frac{8+1}{16}$

$\frac{1}{k_{\text{total}}}=\frac{9}{16}$

$k_{\text{total}}=\frac{16}{9}$

Sehingga, frekuensi getaran sistem pegas dapat dihitung sebagai berikut.

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

$f=\frac{1}{2\pi}\sqrt{\frac{\left(\frac{16}{9}\right)}{1}}$

$f=\frac{1}{2\pi}\sqrt{\left(\frac{16}{9}\right)}$

$f=\frac{1}{2\pi}\left(\frac{4}{3}\right)$

$f=\frac{2}{3\pi}$

$f=\frac{2}{3\pi}$ Hz

Jadi, besar frekuensi getaran sistem pegas tersebut adalah $\frac{2}{3\pi}$ Hz.

Video

13 Agustus 2020

Pengukuran | IPA | Kelas VII

✔ Ingin tanya tutor?

✔ Cek sampel tanya jawab

Rangkuman

Selengkapnya

Lihat Semua Rangkuman dan Materi

Siswa

Ingin latihan soal, nonton, atau unduh materi belajar lebih banyak?

Buat Akun Gratis

Guru

Ingin akses bank soal, nonton, atau unduh materi belajar lebih banyak?

Buat Akun Gratis

Soal Populer Hari Ini

✔ Ingin soal latihan HOTS?

✔ Cek sampel soal HOTS?

Cek Contoh Kuis Online

Kejar Kuis

Cek Contoh Bank Soal

Kejar Soal