Sebuah pegas dengan panjang 20 cm digantung vertikal. Kemudian ujung pegas diberi beban 200 gram sehingga panjangnya bertambah 10 cm. Beban ditarik 5 cm ke bawa

Sebuah pegas dengan panjang 20 cm digantung vertikal. Kemudian ujung pegas diberi beban 200 gram sehingga panjangnya bertambah 10 cm. Beban ditarik 5 cm ke bawah kemudian dilepas hingga beban bergetar harmonik. Jika g = 10 m/s², maka frekuensi getaran adalah ...

a. 0.5 Hz

b. 1.6 Hz

c. 5.0 Hz

d. 18.8 Hz

e. 62.8 hz

Jawaban

Pendahuluan

PEGAS

Pegas adalah alat sederhana yang cara kerjanya menggunakan prinsip elastisitas.

A. GAYA PEGAS

Katakanlah ada pegas yang digantung pada posisi vertikal. Perhatikan gambar (1-b). Pada posisi seimbang berlaku :

∑ F = 0

m.g - k.xo = 0

m.g = k.xo

Jika pegas ditarik lagi sejauh Δx dari posisi seimbang seperti gambar (1-c) , Jumlah gaya yang menarik pegas ke posisi seimbangnya adalah :

F = k.(Δx + xo) - m.g

F = k.Δx + k.xo - m.g

F = k.Δx + k.xo - k.xo

Maka :

HUKUM HOOKE

F = k.Δx

Dengan :

F = gaya pada pegas (N)

k = konstanta pegas (N/m)

Δx = perubahan panjang pegas (meter)

B. GERAK HARMONIK SEDERHANA PADA PEGAS

Gerak harmonik sederhana atau disebut juga sebagai getaran adalah gerakan bolak - balik dari sebuah benda yang melewati titik seimbang.

Sedangkan banyaknya getaran yang terjadi dalam tiap detik disebutlah sebagai frekuensi

Nilai frekunesi sebuah getaran pada pegas dipengaruhi oleh massa (m), dan konstanta pegas (k). Yang dirumuskan sebagai berikut :

f = (1/2π). √(k/m)

Dengan :

f = frekuensi getaran (Hz)

k = konstanta pegas (N/m)

m = massa benda yang menggantung pada pegas (kg)

Pembahasan

Diketahui :

Panjang awal pegas, Xo = 20 cm

massa beban pada pegas, m = 200 gram = 0,2 kg

Pertambahan panjang pegas, Δx = 10 cm = 0,1 m

Simpangan awal pegas, yo = 5 cm

Percepatan gravitasi, g = 10 m/s²

Tanya :

frekuensi getaran, f = __?

Jawab :

Step 1

Cari konstanta pegas, k = __?

Gunakan hukum Hooke,

F = k.Δx

w = k.Δx

m.g = k.Δx

0,2 . 10 = k. 0,1

k = 20 N/m

Step 2

Frekuensi getaran pegas, f = __?

Gunakan rumus :

f = (1/2π) . √(k/m)

f = (1/2π). √(20 / 0,2)

f = (1/2π). √(100)

f = (1/2π). (10)

f = (5/π)

f = (5 / 3,14)

f = 1,592356687898089 Hz

dibulatkan menjadi :

f = 1,6 Hz

Kesimpulan

Jadi besar frekuensi getaran pada pegas adalah 1,6 Hz

JAWABAN : B

Pelajari lebih lanjut

1. Materi tentang susunan pegas paralel

https://brainly.co.id/tugas/21705

2. Materi tentang pengaruh Amplitudo terhadap frekuensi getaran

https://brainly.co.id/tugas/5797888

-----------------------------

Detil Jawaban

Kelas : 10 SMA

Mapel : Fisika

Bab : Getaran harmonis

Kode : 10.6.10

Kata Kunci : frekeunsi . pegas, massa, simpangan