Kumpulan Soal-soal Elastisitas dan Gerak Harmonik

Pilihan Ganda

Soal 1

Benda bermassa 2 kg digantungkan pada pegas sehingga pegas bertambah panjang 2 cm. Tetapan pegas tersebut ....
a. 100 N/m
b. 200 N/m
c. 1.000 N/m
d. 2.000 N/m
e. 5.000 N/m

Soal 2

Yudha yang bermassa 50 kg menggantung pada sebuah pegas yang memiliki konstanta pegas sebesar 2.000 N/m. Pegas tersebut akan bertambah panjang sebesar ….
A. 2,0 cm
B. 2,5 cm
C. 4,0 cm
d. 5,0 cm
e. 6,5 cm

Soal 3

Sebuah pegas yang digantungkan vertikal panjangnya 15 cm. Jika diregangkan dengan gaya sebesar 0,5 N, panjang pegas menjadi 27 cm. Panjang pegas jika diregangkan dengan gaya sebesar 0,6 N adalah ....
a. 32,4 cm
b. 31,5 cm
c. 29,4 cm
d. 29,0 cm
e. 28,5 cm

Soal 4

Tiga buah pegas identik disusun seri, kemudian disusun paralel. Kedua susunan pegas itu digantungi beban yang berbeda. Agar pertambahan panjang sistem pegas paralel dan sistem pegas seri sama, perbandingan beban yang digantungkan pada sistem pegas paralel dan sistem pegas seri adalah .…
a. 1 : 3
b. 3 : 1
c. 1 : 9
d. 9 : 1
e. 1 : 18

Soal 5

Sebuah pegas digantungkan pada sebuah lift. Pada ujung bebasnya digantungkan beban 50 gram. Pada saat lift diam, pegas bertambah panjang 5 cm. Jika diketahui besar g = 10 m/s², pertambahan panjang pegas apabila lift bergerak ke bawah dengan percepatan 3 m/s² adalah ....
a. 2,5 cm
b. 3,5 cm
c. 4,5 cm
d. 5,0 cm
e. 6,0 cm

Soal 6

Sebuah pegas yang digantung diberi beban 200 gram dan pegas bertambah panjang 5 cm. Jika beban ditarik ke bawah sejauh 6 cm, gaya pemulih pada pegas adalah .... (g = 10 m/s²)
a. 1,2 N
b. 2,2 N
c. 2,4 N
d. 4,4 N
e. 4,8 N

Soal 7

Sebuah pegas digantung dengan beban 200 gram. Beban ditarik ke bawah sejauh 5 cm dengan gaya 5 N sehingga panjang pegas menjadi 21 cm. Jika percepatan gravitasi Bumi 10 m/s², panjang pegas mula-mula sebelum diberi beban adalah ....
a. 12 cm
b. 14 cm
c. 16 cm
d. 18 cm
e. 20 cm

Soal 8

8. Sebuah ayunan sederhana memiliki panjang tali sebesar 50 cm dengan beban 100 gram. Besar gaya pemulihnya jika benda disimpangkan sejauh 2,5 cm adalah .... (percepatan gravitasi di tempat itu 10 m/s²)
a. 0,05 N
b. 0,10 N
c. 0,15 N
d. 0,20 N
e. 0,25 N

Soal 9

Sebuah titik materi melakukan getaran harmonik sederhana dengan amplitudo A. Pada saat simpangannya 1/2 A akar2 , fase getaran terhadap titik setimbangnya adalah ....
a. 18
d. 1/2 akar2
b. 14
e. akar2
c. 12

Soal 10

Sebuah partikel bergetar harmonik dengan periode 6 sekon dan amplitudo 10 cm. Kelajuan partikel pada saat berada sejauh 5 cm dari titik setimbangnya adalah ....
a. 7,09 cm/s
b. 8,51 cm/s
c. 9,07 cm/s
d. 11,07 cm/s
e. 19,12 cm/s

Soal 11

Sebuah benda bermassa 50 gram bergerak harmonik sederhana dengan amplitudo 10 cm dan periode 0,2 s. Besar gaya yang bekerja pada sistem saat simpangannya setengah amplitudo adalah sekitar ….
a. 1,0 N
b. 2,5 N
c. 4,8 N
d. 6,9 N
e. 8,4 N

Soal 12

Sebuah pegas yang panjangnya 20 cm digantungkan secara vertikal. Kemudian, ujung bawahnya diberi beban 200 gram sehingga panjang pegas bertambah 10 cm. Beban ditarik 5 cm ke bawah, kemudian dilepas sehingga beban bergetar harmonik. Jika percepatan gravitasi g = 10 m/s², frekuensi getaran pegas tersebut adalah ....
a. 0,5 Hz
b. 1,6 Hz
c. 5,0 Hz
d. 18 Hz
e. 62,8 Hz

Soal 13

Dua buah sistem massa pegas A dan B bergetar dengan periode TA dan TB. Jika TA = 2 TB dan tetapan kedua pegas dianggap sama maka kedua massa mA dan mB memenuhi hubungan ....
a. mA = 1/4 mB
b. mA = 1/2 mB
c. mA= akar2 mB
d. mA = 2mB
e. mA = 4mB

Soal 14

Sebuah beban (massa m) dan beberapa pegas identik membentuk sistem pegas beban yang mengikuti skema rancangan (a) atau (b) seperti terlihat pada gambar. Apabila gesekan udara diabaikan, kedua rancangan di atas dapat menghasilkan gerakan atau getaran harmonik sederhana dengan frekuensi tertentu. Jika fa adalah frekuensi getaran sistem (a) maka besar frekuensi getaran sistem (b) akan sama dengan ....
a. fa/9
b. fa/3
c. akar3 fa
d. 9 fa
e. 27 fa

Soal 15

Pada suatu getaran harmonik pegas, jika massa beban yang digantung pada ujung bawah pegas 300 g, frekuensi getaran 2 Hz, besar massa benda yang harus ditambahkan agar frekuensi getaran pegas menjadi 1,5 Hz adalah ....
a. 150 gram
b. 233 gram
c. 348 gram
d. 418 gram
e. 533 gram

Soal 16

Sebuah ayunan melakukan gerak harmonik sederhana. Jika panjang tali ayunan 10 cm dan percepatan gravitasi g = 10 m/s², berapakah periode ayunan tersebut adalah ....
a. 0,2 sekon
b. 0,2π sekon
c. 0,4 sekon
d. 0,4π sekon
e. 2 sekon

Soal 17

Dua buah ayunan sedehana A dan B bergerak harmonik dengan frekuensi fA dan fB. Jika fA = 2/3 fB, panjang tali kedua ayunan sederhana tersebut akan memenuhi hubungan ....
a. lA = 2/3 lB
b. lA = 3/2 lB
c. lA = 4/9 lB
d. lA = 9/4 lB
e. lA= akar 2/3 lB

Soal 18

Sebuah beban yang digantungkan pada sebuah ayunan sederhana yang panjangnya l cm, kemudian disimpangkan sehingga bergerak bolak-balik dengan periode 0,16 sekon. Apabila tali ayunan tersebut dikurangi sebesar 36% dari panjang semula, frekuensi ayunannya menjadi ….
a. 0,2 Hz
b. 0,4 Hz
c. 2,0 Hz
d. 4,0 Hz
e. 5,0 Hz

Soal 19

Sebuah partikel bermassa 10 gram bergetar harmonik dengan frekuensi 100 Hz dan amplitudo 8 cm. Energi potensial pada saat sudut fasenya 30 adalah ... joule.
a. 0,12π²
b. 0,7π²
c. 0,23π²
d. 0,32π²
e. 0,45π²

Soal 20

Pada benda yang mengalami getaran harmonik maka saat simpangannya maksimum, benda akan memiliki ....
a. kecepatan dan percepatan maksimum
b. kecepatan dan percepatan minimum
c. kecepatan nol dan percepatan maksimum
d. kecepatan maksimum dan percepatan nol
e. kecepatan dan percepatan nol

Essay

Soal 1

Sebuah pegas digantungkan pada langit-langit lift. Pada ujung bebasnya digantungkan beban dengan massa 100 gram. Pada saat lift diam, pegas bertambah panjang sebesar 15 cm. Diketahui g = 10 m/s². Berapakah pertambahan panjang pegas itu apabila:
a. lift bergerak ke bawah dengan percepatan sebesar 2 m/s², dan
b. lift bergerak ke atas dengan percepatan sebesar 2 m/s²?

Soal 2

Pegas yang tergantung tanpa beban panjangnya 30 cm. Kemudian, ujung bawah pegas digantungi beban 100 gram sehingga panjang pegas menjadi 34 cm. Jika beban ditarik ke bawah sejauh 5 cm dan percepatan gravitasi Bumi 10 m/s², tentukan gaya pemulih pada pegas itu.

Soal 3

Ayunan sederhana dengan panjang tali 25 cm digantungi beban m gram. Jika benda disimpangkan sejauh 4 cm maka besar gaya pemulihnya sebesar 0,08 N. Berapakah m?

Soal 4

Sebuah benda bermassa 5 gram digetarkan menurut persamaan y = 0,06 sin 200t (semua satuan dalam SI). Tentukanlah kecepatan dan percepatan benda pada saat t = 0,15 sekon.

Soal 5

Satu titik materi melakukan gerak harmonik dengan amplitudo 7,5 cm. Berapakah simpangannya saat sudut fasenya 37°?

Soal 6

Periode suatu bandul adalah 0,5 sekon. Tentukanlah periode bandul tersebut jika panjang bandul ditambah 44% dari panjang semula.

Soal 7

Sebuah ayunan sederhana membuat 20 ayunan dalam 1 menit. Jika g = 10 m/s² dan π² = 10, berapakah panjang tali ayunan tersebut?

Soal 8

Sebuah ayunan sederhana melakukan gerak harmonik sederhana dengan panjang tali 20 cm. Jika g = 10 m/s², tentukanlah periode dan frekuensi ayunan tersebut.

Soal 9

Sebuah pegas yang panjangnya 8 cm digantungkan vertikal. Kemudian, ujung bawahnya diberi beban 100 gram sehingga panjangnya bertambah 4 cm. Beban ditarik 3 cm ke bawah, kemudian dilepas hingga beban bergetar harmonik. Jika g = 10 m/s²,. tentukan:
a. tetapan pegas, dan
b. periode dan frekuensi getarannya.

Soal 10

Sebuah gerak harmonik sederhana memiliki amplitudo A = 6 cm. Berapakah simpangan getarnya ketika kecepatannya 1/2 kali kecepatan maksimum?

Soal 11

Sebuah titik melakukan gerak harmonik sederhana dengan periode T = 60 ms. Berapakah waktu minimum yang diperlukan titik agar simpangannya sama dengan setengah amplitudonya?

Soal 12

Sebuah partikel bergetar harmonik dengan periode 5 sekon dan amplitudo 7,5 cm. Berapakah kelajuan partikel pada saat berada 4,5 cm dari titik setimbangnya?

Soal 13

Sebuah benda bermassa 2 gram digetarkan menurut persamaan y = 0,05 sin 300t (semua satuan dalam SI). Tentukan kecepatan dan percepatan benda pada saat t = 0,6 s.

Soal 14

Sebuah ayunan sederhana mempunyai panjang tali 30 cm dengan beban 200 gram. Berapa jauh benda harus disimpangkan agar besar gaya pemulihnya 0,4 N?

Soal 15

Sebuah ayunan sederhana memiliki panjang tali = 40 cm dengan beban = 100 gram. Tentukanlah besar gaya pemulihnya jika benda disimpangkan sejauh 4 cm dan percepatan gravitasi di tempat itu = 10 m/s².

Soal 16

Pegas yang tergantung tanpa beban panjangnya 25 cm. Kemudian, ujung bawah pegas digantungi beban 100 gram sehingga panjang pegas menjadi 30 cm. Jika beban ditarik ke bawah sejauh 4 cm dan percepatan gravitasi Bumi 10 m/s², tentukan gaya pemulih pada pegas itu.

Soal 17

Perhatikanlah gambar sistem pegas di samping ini. Jika k1 = k2 = 600 N/m, k3 = 1.200 N/m, dan m = 3 kg, tentukanlah:
a. tetapan sistem pegas, dan
b. pertambahan panjang sistem pegas.

Soal 18

Dua pegas identik memiliki tetapan pegas 600 N/m. Tentukanlah konstanta sistem pegas jika:
a. disusun seri
b. disusun paralel

Soal 19

Sebuah pegas yang digantungkan vertikal panjangnya 10 cm. Jika pegas diberi beban 1,2 kg, pegas akan bertambah panjang menjadi 19 cm. Berapakah panjang pegas tersebut jika diberi beban 1 kg?

Soal 20

Benda bermassa 4,5 kg digantungkan pada pegas sehingga pegas itu bertambah panjang sebesar 9 cm. Berapakah tetapan pegas tersebut?

Soal 21

Sebuah kawat besi dengan jari-jari 1,25 mm dan panjang 20 cm digantungi beban bermassa 200 kg. Jika modulus Young besi adalah 1,9 × 10¹¹ N/m², tentukanlah:
a. tegangan (stress)
b. tetapan gaya kawat besi,
c. pertambahan panjang kawat, dan
d. regangan (strain).

Soal 22

Kawat aluminium dengan ukuran 2,5 m × 1 cm × 1,5 mm digantungkan dan diberi beban 50 kg. Ternyata, kawat tersebut panjangnya berubah menjadi 2,5012 m. Tentukan:
a. tegangan (stress),
b. regangan (strain),
c. modulus Young kawat, dan
d. tetapan gaya aluminium.

Soal 23

Sebuah kawat logam dengan diameter 1,25 mm dan panjangnya 80 cm digantungi beban bermassa 10 kg. Ternyata kawat tersebut bertambah panjang 0,51 mm. Tentukan:
a. tegangan (stress),
b. regangan (strain), dan
c. modulus Young zat yang membentuk kawat.

Berlangganan update artikel terbaru via email: