Soal dan Jawaban Fisika kelas 11 tentang Hukum Hooke
Hukum Hooke
No.1
Sebuah benda bermassa $20 \mathrm{~kg}$ digantungkan pada ujung pegas sehingga pegas bertambah panjang $10 \mathrm{~cm}$. Tetapan pegas tersebut bernilai $\ldots\left(g=10 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^{2}\right)$A. $2 \mathrm{~N} / \mathrm{m}$
B. $2.000 \mathrm{~N} / \mathrm{m}$
C. $20 \mathrm{~N} / \mathrm{m}$
D. $20.000 \mathrm{~N} / \mathrm{m}$
E. $200 \mathrm{~N} / \mathrm{m}$
Pembahasan:
Diketahui:
$\mathrm{F}=\mathrm{mg}=20 \times 10=200 \mathrm{~N}$
$\Delta \mathrm{x}=10 \mathrm{~cm}=0,1 \mathrm{~m}$
Maka konstanta pegas bisa ditentukan dari hukum Hooke, yaitu:
$\mathrm{F}=\mathrm{k} \Delta \mathrm{x}$ $200=\mathrm{k}(0,1) \Rightarrow \mathrm{k}=2000 \mathrm{~N} / \mathrm{m}$
No. 2
Pegas mula-mula panjangnya $12 \mathrm{~cm}$, tergantung pada statis. Pada ujungnya diberi beban 2 $\mathrm{kg}$, ternyata pegas memanjang menjadi $16 \mathrm{~cm}$. Jika percepatan gravitasi $10 \mathrm{~ms}^{-2}$ konstanta pegas tersebut adalah ...A. $200 \mathrm{~N} / \mathrm{m}$
B. $600 \mathrm{~N} / \mathrm{m}$
C. $400 \mathrm{~N} / \mathrm{m}$
D. $1000 \mathrm{~N} / \mathrm{m}$
E. $500 \mathrm{~N} / \mathrm{m}$
Pembahasan:
Diketahui:
$\Delta \mathrm{x}=16-12=4 \mathrm{~cm}=0,04 \mathrm{~m}$ $\mathrm{~F}=\mathrm{mg}=(2)(10)=20 \mathrm{~N}$
Ditanya: $\mathrm{k}=\ldots ?$
Jawab: Sesuai dengan hukum Hooke $\mathrm{F}=\mathrm{k} \Delta \mathrm{x}$
$20=\mathrm{k}(0,04) \Rightarrow \mathrm{k}=500 \mathrm{~N} / \mathrm{m}$
No. 3
Suatu pegas panjangnya $10 \mathrm{~cm}$ jika ditarik dengan gaya sebesar $4 \mathrm{~N}$ panjangnya jadi 22 $\mathrm{cm}$. Pegas mematuhi hukum Hooke, panjang total pegas ketika ditarik dengan gaya $6 \mathrm{~N}$ adalah... cm.A. 28
B. 50
C. 100
D. 42
E. 56
Pembahasan:
$$ \begin{array}{l} \mathrm{F}=\mathrm{k} \cdot \Delta \mathrm{x} \rightarrow \mathrm{F} \propto \Delta \mathrm{x} \\ \frac{\Delta \mathrm{x}_{2}}{\Delta \mathrm{x}_{1}}=\frac{\mathrm{F}_{2}}{\mathrm{~F}_{1}} \rightarrow \frac{\Delta \mathrm{x}_{2}}{12}=\frac{6}{4} \rightarrow \Delta \mathrm{x}_{2}=18 \mathrm{~cm} \end{array} $$ Panjang total: $x=x_{0}+18=10+18=28 \mathrm{~cm}$
No. 4
Dua pegas masing-masing ditarik dengan gaya yang sama besar $2 \mathrm{~N}$. Bila konstanta pegas pertama $1 / 4$ kali konstanta pegas kedua maka perbandingan pertambahan panjang pegas pertama dengan pegas kedua adalah ...A. $8: 1$
B. $1: 4$
C. $4 ; 1$
D. $1: 2$
E. $2: 1$
Pembahasan:
Diketahui:
$$ \begin{array}{l} F_{1}=F_{2} \\ k_{1}=\frac{1}{4} k_{2} \end{array} $$ Dari hukum Hooke, bisa ditentukan perbandingan pertambahan panjang pegas $$
\begin{array}{l} \mathrm{F}_{1}=\mathrm{F}_{2} \\ \mathrm{k}_{1} \Delta \mathrm{x}_{1}=\mathrm{k}_{2} \Delta \mathrm{x}_{2} \\ \frac{1}{4} \mathrm{k}_{2} \Delta \mathrm{x}_{1}=\mathrm{k}_{2} \Delta \mathrm{x}_{2} \\ \frac{\Delta \mathrm{x}_{1}}{\Delta \mathrm{x}_{2}}=\frac{4}{1} \end{array} $$
No. 5
Sebuah ayunan bandul sederhana membuat 20 ayunan dalam 1 menit. Berapakah frekuensinya?A. $1 / 2 \mathrm{~Hz}$
B. $3 \mathrm{~Hz}$
C. $2 \mathrm{~Hz}$
D. $2 / 3 \mathrm{~Hz}$
E. $1 / 3 \mathrm{~Hz}$
Pembahasan:
Frekuensi ayunan adalah banyaknya ayunan tiap detik sehingga
$$ \mathrm{f}=\frac{20 \text { ayunan }}{60 \text { detik }}=\frac{1}{3} \mathrm{~Hz} $$
No.6
Sebuah ayunan bandul sederhana mempunyai panjang tali $\ell=40 \mathrm{~cm}$ dengan beban bermassa $m=400$ gram. Tentukanlah besar gaya pemulih jika beban disimpangkan sejauh $y=2 \mathrm{~cm}$ dan besar percepatan gravitasibumi di tempat itu $10 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^{2} !$
A. $0,2 \mathrm{~N}$
C. $0,4 \mathrm{~N}$
E. $20 \mathrm{~N}$
B. $2 \mathrm{~N}$
D. $4 \mathrm{~N}$
Pembahasan:
Besar gaya pemulih pada ayunan adalah
$$ \begin{array}{l} \mathrm{F}=\mathrm{m} \mathrm{g} \sin \theta=\mathrm{m} \mathrm{g} \frac{\mathrm{y}}{\ell}, \text { dengan } \\ \mathrm{m}=400 \mathrm{~g}=0,4 \mathrm{~kg} \\ \mathrm{~F}=0,4 \times 10 \times \frac{2}{40}=0,2 \mathrm{~N} \end{array} $$
No. 7
Untuk meregangkan sebuah pegas sebesar $4 \mathrm{~cm}$ diperlukan usaha sebesar $0,16 \mathrm{~J}$. untuk meregangkan pegas itu sebesar $2 \mathrm{~cm}$ diperlukan gaya dalam newton .....A. 0,8
C. 2,4
E. 4,0
B. 1,6
D. 3,2
Pembahasan:
$$ \begin{array}{l} \mathrm{W}=\mathrm{E}_{\mathrm{p}}=\frac{1}{2} \mathrm{k} \mathrm{x}^{2} \\ 0,16=\frac{1}{2} \mathrm{k}\left(4 \cdot 10^{-2}\right)^{2} \Rightarrow 0,16=\frac{1}{2} \mathrm{k} \cdot 16 \cdot 10^{-4} \\ \mathrm{~K}=\frac{2 \cdot 16 \cdot 10^{-2}}{16 \cdot 10^{-4}}=200 \mathrm{~N} / \mathrm{m} \\ \mathrm{F}=\mathrm{k} \cdot \mathrm{x}=200 \cdot 2 \cdot 10^{-2}=4 \mathrm{~N} \end{array} $$
Post a Comment for "Soal dan Jawaban Fisika kelas 11 tentang Hukum Hooke"