Soal & Jawaban Gerak harmonis Fisika SMA Kelas 10

Gerak Harmonis

GERAK HARMONIK SEDERHANA adalah Gerak yang terjadi secara berulang dalam selang waktu yang sama disebut juga gerak periodik. Karena gerak ini terjadi secara teratur maka disebut juga sebagai gerak harmonik/harmonis.

1. Gaya yang berlawanan dengan arah gerak dan menuju ke titik setimbang disebut . . .

A. Gaya pemulih

B. Gaya bandul

C. Gaya normal

D. Gaya pegas

E. Gaya kontak

Gaya pemulih adalah gaya yang bekerja dengan arah yang berlawanan dengan arah simpangan.

Jenis jenis gaya yang bekerja pada bandul sederhana antara lain:
Gaya berat/ gaya gravitasi.
Gaya tegang tali.
Gaya pemulih, yaitu gaya yang selalu menuju titik keseimbangan.

Gaya Normal adalah gaya yang bekerja pada bidang yang bersentuhan antara dua permukaan benda, yang arahnya selalu tegak lurus dengan bidang sentuh.

Gaya pegas adalah gaya yang dihasilkan dari pegas atau karet yang terenggang.

Gaya kontak adalah dorongan atau tarikan yang berhubungan langsung dengan benda, misalnya gaya otot, gaya gesek dan gaya pegas.

A. Gaya pemulih

2. Pegas saat diberi beban m, pegas mengalami perpanjangan sebesar x. Jika beban yang digantungkan sebesar 2m, maka perpanjangan sebesar . . .

A. ((1/4))x

B. ((1/2))x

C. x

D. 2x

E. 3x

Diketahui :

x1 = x

m1 = m

m2 = 2m

k1 = k2

Ditanya : Panjang atau x2

*Mencari rumus dari F = k.x atau k = F/x

k1 = k2

F1/ x1 = F2/ x2

m1.g/ x1 = m2.g/ x2

m1/ x1 = m2/ x2

m/x = 2m/ x2

x2 = 2x

D. 2x

Pertanyaan untuk soal nomor 3 sampai 8!

Benda mengalami gerak harmonis sesuai dengan persamaan x = 2 sin 10πt dengan x dalam cm dan t dalam s

3. Amplitudo gerak benda adalah . . .

A. 0,02 cm

B. 0,2 cm

C. 2 cm

D. 20 cm

E. 200 cm

Diketahui:

x = 2 sin 10πt

x = A sin ωt

Ditanya: Amplitudo dengan simbol A

A = 2 meter = 200 cm

E. 200 cm

4. Frekuensi gerak benda tersebut adalah . . .

A. 2 Hz

B. 5 Hz

C. 8 Hz

D. 10 Hz

E. 12 Hz

ω= 2π.f

f = ω/ 2π

f = 10π/ 2π

f = 5 Hz

B. 5 Hz

5. Periode getaran benda sebesar . . .

A. 0,1 s

B. 0,2 s

C. 0,5 s

D. 0,8 s

E. 1 s

T = 1/f atau T = 2π /ω

T = 2π /ω

T = 2π /10π

T = 0,2 s

B. 0,2 s

6. Kecepatan maksimum benda tersebut adalah . . .

A. 20π cm/s

B. 2π cm/s

C. 0,2π cm/s

D. 20π m/s

E. 0,02π m/s

v = Aω cos ωt

Jika kecepatannya maksimum, maka nilai cos-nya adalah 1.

vmaks = Aω . 1

vmaks = 2 . 10π

vmaks = 20π m/s

D. 20π m/s

7. Jika sudut fase awal nol, maka waktu ketika kecepatan 1/2√(2) kali kecepatan maksimumnya adalah . . .

A. 1/10 s

B. 1/20 s

C. 1/30 s

D. 1/40 s

E. 1/50 s

Diketahui : v = Aω cos ωt

20π/ 2 = 2.10π cos ωt

10π = 20π cos ωt

10π/ 20π = cos ωt

1/ 2 = cos ωt

ωt = 60°

10π . t = 60°

1800°t = 60°

t = 60/1800

t = 1/30 sekon

C. 1/30 s

8. Simpangan saat kecepatannya 1/2 kecepatan maksimalnya adalah . . . m

A. 0,98

B. 2,25

C. 1,29

D. 3,46

E. 2,29

v = Aω cos ωt

20π. 1/2 . √2 = 2.10π cos 10π t

20π. 1/2 . √2 = 20π cos 10π t

20π. 1/2 . √2/ 20π.3 = cos 10π t

1/2 . √2 = cos 10π t

40° = 10π t

40° = 1800° t

t = 40/1800

t = 1/45


Mencari simpangan ((x))

y = A sin ωt

y = 2 sin 10π . 1/45

y = 2 sin 40

y = 2 sin 10π . 1/45

y = 1,29 m

C. 1,29

9. Bandul bergerak harmonis dengan simpangan terjauhnya sebesar2,4 m. Jika kecepatan maksimumnya sebesar 12 m/s, maka frekuensi sudut bandul tersebut adalah . . .

A. 2 rad/s

B. 3 rad/s

C. 4 rad/s

D. 5 rad/s

E. 6 rad/s

v = Aω cos ωt

Jika kecepatannya maksimum, maka nilai cos-nya adalah 1.

vmaks = Aω . 1

12 = 2,4. ω

ω = 5 rad/s

D. 5 rad/s

10. Gerak harmonik memiliki persamaan y = 0,2 sin 2πt meter. Kecepatan bandul saat t = 1 s adalah . . .

A. 0,1π m/s

B. 0,2π m/s

C. 0,3π m/s

D. 0,4π m/s

E. 0,5π m/s

Diketahui :

y = 0,2 sin 2πt

y = A sin ωt

Jadi, A = 0,2 dan ω = 2π

Ditanya : kecepatan ==> v

v = Aω cos ωt

v = 0,2 . 2π cos 2π . 1

v = 0,4π cos 2π

v = 0,4π

D. 5 rad/s