Soal Dan Pembahasan Elastisitas & Gerak Harmonik

Soal 1

Sebuah kawat tembaga luas penampangnya 4 mm² dan panjangnya 100 cm, kawat direnggangkan dengan gaya 40 N sehingga panjangnya menjadi 100,004 cm.

Tentukan :

a. Stress (σ)
b. Strain (e)
c. Modulus Young (E)

Penyelesaian :

A = 4 . 10^-6 m²

∆L= 100,004 – 100 = 4 . 10^-3 cm
∆L= 4 . 10 ^-5 m

L₀ = 100 cm ↔ L₀= 1 m
F = 40 N

a. σ = F/A = 40/ 4 . 10^-6

σ =1. 10⁷ N/m²

b. e = ∆L/ L0 = 4 . 10 ^-5/ 1

e = 4 . 10 ^-5

c. E = σ/e = 10⁷/4. 10^-5 = 2,5 . 10¹¹ N/m²

Soal 2

Dua kawat P dan Q masing-masing panjangnya 50 cm dan 80 cm ditarik dengan gaya yang sama. Jika konstanta kawat P dan Q masing-masing sebesar 200 N/m dan 300 N/m, maka perbandingan penambahan panjang kawat P dan Q adalah ....
A. 1 : 1
B. 2 : 3
C. 3 : 2
D. 5 : 8
E. 8 : 5

Penyelesaian :

Karena F sama, maka.

Soal 3

Suatu pegas akan bertambah panjang 10 cm jika diberi gaya 30 N. Pertambahan panjang pegas jika diberi gaya 21 N adalah ....
A. 2 cm
B. 3 cm
C. 5 cm
D. 6 cm
E. 7 cm

Penyelesaian :

F1 = 30 N; x1 = 10 cm
F2 = 21 N; x2 =?

Karena pegasnya sama maka konstanta pegasnya juga sama sehingga F berbanding lurus dengan pertambahan panjang (x).

Soal 4

Tiga buah pegas A, B dan C yang identik dirangkai seperti pada gambar di bawah!

Jika ujung beban pegas C digantungkan beban 1,2 N maka sistem akan mengalami pertambahan panjang 0,6 cm, konstanta masing-masing pegas adalah ....
A. 200 N/m
B. 240 N/m
C. 300 N/m
D. 360 N/m
E. 400 N/m

Penyelesaian :

Ketiga pegas identik misal konstanta masing-masing pegas adalah x, maka konstanta pengganti adalah :

Soal 5

Tiga pegas identik dengan konstanta pegas k, disusun seperti gambar.

Ketika diberi beban 100 gr, sistem pegas bertambah panjang 0,75 cm. Jika g = 10 m/s2, maka nilai k adalah ....
A. 150 N/m
B. 200 N/m
C. 225 N/m
D. 275 N/m
E. 300 N/m

Penyelesaian :



Soal 6

Empat buah pegas identik masing-masing mempunyai konstanta elastisitas 1600 N/m, disusun seri-paralel (lihat gambar).

Beban h yang digantung menyebabkan sistem pegas mengalami pertambahan panjang secara keseluruhan sebesar 5 cm. Berat beban h adalah ....
A. 60 N
B. 120 N
C. 300 N
D. 450 N
E. 600 N

Penyelesaian :

Konstanta gabungan pegas:

Soal 7

Perhatikan grafik berikut!

Grafik di atas menunjukkan grafik hubungan F (gaya tarik pegas) terhadap ∆L (pertambahan panjang pegas). Bagian yang diarsir menyatakan besaran ....
A. Energi mekanik pegas
B. Energi kinetik pegas
C. Energi potensial pegas
D. Konstanta pegas
E. Gaya pegas

Penyelesaian :

Sangat jelas, jika diketahui grafik F − x, maka luas daerah di bawah kurva adalah Energi Potensial Pegas.

Soal 8

Untuk meregangkan sebuah pegas sejauh 5 cm diperlukan gaya sebesar 20 N. Energi potensial pegas ketika meregang sejauh 10 cm adalah ....
A. 2 joule
B. 4 joule
C. 20 joule
D. 50 joule
E. 100 joule

Penyelesaian :

Soal 9

Tiga buah pegas identik disusun seperti gambar di bawah!

Jika beban 300 gram (g = 10 m/s) digantung pada pegas k1, pegas akan bertambah panjang 4 cm. Besarnya konstanta susunan pegas adalah ....
A. 225 N/m
B. 75 N/m
C. 50 N/m
D. 25 N/m
E. 5 N/m

Penyelesaian :

Soal 10

UPDATING....!!!!

Berlangganan update artikel terbaru via email: