23
1. Partikel bergerak deng an posis i yang beru bah tia p detik ses uai pers amaan : r = (4 t 2 4t + 1) i + (3t 2  + 4t ) !. dengan r dalam m dan t dalam ". # dan ! masing$masing adalah %ektor satuan arah sumbu & dan arah sumbu '. entukan: a. posisi dan !arak titik dari titik auan pad a t = 2s*  b. keepatan rata$rata dari t = 2s s.d t = 3s* . keepatan dan la!u saat t = 2s Penyelesaian r = (4t 2  − 4t + 1) i + (3t 2  + 4t ) ! 1. ,nt uk t = 2s  r 2 = (4.2 2  − 4.2 + 1) i + (3.2 2  + 4.2 ) !  r 2 = - i + 12 !  !arak : r 2= = = 1/ m 1. 0e epatan ra ta $r at a r 2 = - i + 12 ! r 3 = (4.3 2  − 4.3 + 1) i + (3.3 2  + 4.3 ) ! = 2/ i + 31 ! 0eepatan rata$ratanya memenuhi:  = = 1 i + 1- !  esarnya :  = = = 24* ms 1. 0e e pa tan ses aa t % = = (4t 2  5 4t + 1)i + (3t 2 + 4t 5 )!6 = (t 5 4)i + (.t + 4)!

Soal Dan Pembahasan Kelas XI SMA

Embed Size (px)

Citation preview

8/18/2019 Soal Dan Pembahasan Kelas XI SMA

http://slidepdf.com/reader/full/soal-dan-pembahasan-kelas-xi-sma 1/23

1. Partikel bergerak dengan posisi yang berubah tiap detik sesuai persamaan : r = (4t2 − 4t +1) i + (3t2 + 4t − ) !. dengan r dalam m dan t dalam ". # dan ! masing$masing adalah%ektor satuan arah sumbu & dan arah sumbu '. entukan:

a. posisi dan !arak titik dari titik auan pada t = 2s*

 b. keepatan rata$rata dari t = 2s s.d t = 3s*

. keepatan dan la!u saat t = 2s

Penyelesaian

r = (4t2 − 4t + 1) i + (3t2 + 4t − ) !

1. ,ntuk t = 2s

  r 2 = (4.22

 − 4.2 + 1) i + (3.22

 + 4.2 − ) !  r 2 = - i + 12 !

 !arak : r 2= = = 1/ m

1. 0eepatan rata$rata

r 2 = - i + 12 !

r 3 = (4.32 − 4.3 + 1) i + (3.32 + 4.3 − ) !

= 2/ i + 31 !

0eepatan rata$ratanya memenuhi:

  = = 1 i + 1- !

  esarnya :

  = = = 24* ms

1. 0eepatan sesaat% =

= (4t2 5 4t + 1)i + (3t2 + 4t 5 )!6

= (t 5 4)i + (.t + 4)!

8/18/2019 Soal Dan Pembahasan Kelas XI SMA

http://slidepdf.com/reader/full/soal-dan-pembahasan-kelas-xi-sma 2/23

untuk t = 2s:

%2 = (.2 5 4)# + (.2+4)!

= (12)i + (1)!

la!u sesaatnya sama dengan besar keepatan sesaat

= = = 27 ms

1. "ebuah titik partikel bergerak pada sumbu 8 dengan persamaan 8 = (3t 3 +2t 2 5 17t  + /) imeter. entukan:

1. posisi a9al titik partikel

2. keepatan a9al titik partikel

Penyeleseian

1.  x = (3t 3 + 2t 2 5 17t  + /) meter 

t  = 7  xo = / meter 

2. v = = (3t 3 + 2t 2 5 17t +/)6 = -t 2 + 4t  +17

t  = 7 v7 = 5 17 m/s

2. "ebuah titik partikel bergerak pada garis lurus dengan keepatan a9al 2 m/s dengan perepatan 1 m/s2. ;ika posisi a9al titik partikel terhadap titik auan = 17 m* tentukankeepatan titik partikel pada saat t = 2 sekon

Penyeleseian

v = v7 +

v = v7 + = (2 + t ) s

t  = 2 sekon v = 4 m/s

 

3. 0eepatan suatu benda berubah tiap saat memenuhi gra<k % 5 tseperti pada ambar 1.4. ;ika mula$mula benda berada pada posisi 37 m arah sumbu 8 dan gerak benda pada arah sumbu 8 positi>* maka tentukan posisi benda pada t = s

Penyeleseian:

8/18/2019 Soal Dan Pembahasan Kelas XI SMA

http://slidepdf.com/reader/full/soal-dan-pembahasan-kelas-xi-sma 3/23

erak benda pada arah sumbu 8* berarti

r (t) = 8 (t)

87 = 37 m

Pada t = s posisinya memenuhi :

8 = 87 + luas (daerah terarsir)

= 37 + (27 + 47) .

= 2?7 m

 

"ebuah gerak partikel dapat dinyatakan dengan persa$maan r = (t3 − 2t2) i + (3t2) !."emua besaran memiliki satuan dalam "#. entukan besar perepatan gerak partikel tepatsetelah 2s dari a9al pengamatan

Penyelesaian

r = (t3− 2t2) i + (3t2) !

0eepatan sesaat diperoleh:

= (t3$2t2)i + (3t2)!6 = (3t2$4t)# + (t)!

Perepatan sesaatnya :

a = = (t 5 4)i + !

,ntuk t = 2s:

a2 = (.2 5 4) i + ! = i + !

;adi besar perepatannya memenuhi:

a2 = 17 m s2

 

• "ebuah partikel bergerak lurus dengan perepatan a = (2 − 3t2). a dalam ms2 dan t dalams. Pada saat = 1s* keepatannya 3 ms dan posisinya m dari titik auan. entukan:

1. keepatan pada t = 2s*

8/18/2019 Soal Dan Pembahasan Kelas XI SMA

http://slidepdf.com/reader/full/soal-dan-pembahasan-kelas-xi-sma 4/23

2. b. posisi pada t = 2s.

Penyeleseian

a = (2 − 3t2)

t = 1s* %1 = 3 ms dan "1 = m

t = 2s* %2 = @ dan "2 = @

1. 0eepatan partikel merupakan integral dari perepatan partikel.

v = vo +

= v0

+ = v0 + 2t  5 t3

untuk t = 1s:

3 = v0

+ 2.1 5 13

v = 2 ms

 !adi : v = 2 + 2t 5 t3

dan untuk t = 2s diperoleh

v(2) = 2 + 2.2 5 23 = $2 ms

3. Posisi merupakan integral dari keepatan sehingga diperoleh:

  " = "7 +

= "7 + = "7 + 2t  + t 2

 5 t4

untuk t = 1 s :

= "7 + 2.1 + 12 5 .14 berarti* "7 = $1 m

;adi : " = $1 + 2t + t2 5 t 4

8/18/2019 Soal Dan Pembahasan Kelas XI SMA

http://slidepdf.com/reader/full/soal-dan-pembahasan-kelas-xi-sma 5/23

dan untuk t = 2 s diperoleh :

"(2) = $1 + 2.2 + 22 5 . 24 = 2

• "ebuah partikel memiliki posisi sebagai >ungsi 9aktu x = / t3 + 2t

Aarilah keepatan dan perepatannya sebagai >ungsi 9aktu. erapakah keepatannya saatt = 2 @

Penyeleseian.

v = = (/t3 5 2t)6 =1/t 2 + 2

0eepatan saat t  = 2 adalah 1/ (2)2 + 2 = 2 m.

Perepatan sebagai >ungsi 9aktu adalah:

a = = (1/t 2 + 2t ) = 37t 

 

Perepatan saat t  = 2 adalah:

a = 37.(2) = 7 m/s2

1. enda yang bergerak melingkar keepatan sudutnya berubah sesuai persamaan B = (3t 2 54t  + 2) rad s dan t  dalam s. Pada saat t  = 1 s* posisi sudutnya adalah / rad . "etelah

 bergerak selama t  = 2 s pertama maka tentukan:1. perepatan sudut*

2. posisi sudutnya

Penyeleseian

B = (3t 2 + 4t  + 2)

t  = 1 s  C1 = / rad

t  = 2 s  C2 = @ dan D2 = @

1. Perepatan sudut sesaatnya adalah de>erensial dari B.

  a =

  a = (3t 2 5 4t  + 2)6 = t  5 4

8/18/2019 Soal Dan Pembahasan Kelas XI SMA

http://slidepdf.com/reader/full/soal-dan-pembahasan-kelas-xi-sma 6/23

  untuk t  = 2 s:

  a(2) = .2 5 4 = rad/s

2. Perepatan sudut sesaatnya adalah de>erensial dari B.

C = C7 +

C = C7 + = C7 +

t 3 5 2t 2 + 2t 

untuk t  = 1 s

/ = C7 +

13

 5 2.12

 + 2.1 berarti C7 = 4 rad 

 berarti untuk t  = 2 s dapat diperoleh:

C = 4

+

t 3 5 2t 2 + 2t 

C = 4

+

23 5 2.22 + 2.2 = rad 

2. "ebuah titik partikel melakukan gerak melingar dengan !ari$!ari lintasan 17 cm dan persamaan posisi sudut yang ditempuh C = (7*/ + 2t ) Eadian.entukan posisi titik pertikel pada saat t  = 2 sekon.

Penyelesaian

Fiketahui: E = 17 m  C = (7*/ + 2t) Eadian

Fitanya: r  untuk t  = 2 sekon

;a9ab:

8/18/2019 Soal Dan Pembahasan Kelas XI SMA

http://slidepdf.com/reader/full/soal-dan-pembahasan-kelas-xi-sma 7/23

  C = 7*/ + 2t 

  ,ntuk t  = 2 sekon maka:

  C = 7*/ + 4

  C = 4*/ rad 

  r = (E* C)

  r = (17 cmG 4*/ rad )

3. "ebuah titik partikel melakukan gerak melingkar berubah beraturan dengan !ari$!arilintasan 7*/ dan persamaan posisi sudut terhadap 9aktu C = (7*1 + 2 t  + t 2) rad . entukan perepatan total titik partikel pada saat t  = 2 s.

Penyelesaian

Fiketahui: r  = 7*/ m

  C = (7*1 + 2t  + t2) Eadian

  t = 2 s

Fitanya: a = H@

;a9ab:

  B = (7*1 + 2t  + t 2)6

  B = 2 + 2t 

untuk t = 2 sekon maka B = 2 + 4 = rad/s

  a" = B2E = 3 . 7*/ = 1 m/s2

  a= = (2 + t )6

  a = 2 rad  s

a = a . E = 2. 7*/ = 1 ms2

  a =

  a = =

8/18/2019 Soal Dan Pembahasan Kelas XI SMA

http://slidepdf.com/reader/full/soal-dan-pembahasan-kelas-xi-sma 8/23

  a = 1*73 m/s2

• "ebuah batu diikat dengan tali sepan!ang 27 m kemudian diputar sehingga bergerakmelingkar dengan keepatan sudut B = 4t 2 5 2 rad/s. "etelah bergerak 2 s* tentukan:

1. keepatan linier batu*

2. perepatan tangensial batu.

Penyeleseian

E = 2 m = 7*2 m

B = 4t 2 5 2

t = 2 s

1. 0eepatan sudut pada t  = 2 s memenuhi:

B = 4.22 − 2 = 14 rad/s

erarti keepatan liniernya sebesar:

v = B E = 14 . 7*2 = 2* m/s

2. Perepatan sudut batu memenuhi:

a = = (4t 2 5 2) = t 

untuk t = 2 s:

a = .2 = 1 rad/s2

Perepatan tangensialnya sebesar:

a(C) = a.E = 1 . 7*2 = 3*2 m/s2

• ola dilemparkan dengan keepatan a9al 2/ ms dari tanah dan sudut ele%asinya 3?7 (sin3?7 = 7*). Perepatan gra%itasi g  = 17 m/s2. entukan:

1. keepatan bola pada 1 sekon pertama*2. posisi bola pada 2 sekon pertama

Penyeleseian

1. 0eepatan pada t  = 1 s memenuhi:

v x = %78 = 27 m/s

8/18/2019 Soal Dan Pembahasan Kelas XI SMA

http://slidepdf.com/reader/full/soal-dan-pembahasan-kelas-xi-sma 9/23

v y = %7y 5 g. t 

= 1/ − 17.1 = / m/s

v= = = m/s

2. Posisi bola pada t = 2 s memenuhi:

 x = v x.t  = 27.2 = 47 m

y = %7y.t 5 gt 2 = 1/.2 5 .17.22 = 17 m

Posisi bola dapat ditentukan seperti di ba9ah

r = ( x, y) = (47* 17) m

"ebutir peluru ditembakkan dari senapan dengan keepatan a9al 177 m/s. "udut ele%asisaat itu sebesar 1/7 (sin 1/7 = 7*2). Iitunglah tinggi maksimum dan !angkauan ter!auhyang dapat diapai peluru

Penyeleseian

v7

= 177 m/s

D = 1/7  sin 1/7 = 7*2

 g  = 17 m/s2

inggi maksimum yang diapai peluru sebesar:

 ym

= = = 33. m

;angkauan ter!auhnya memenuhi:

E = = = = /77 m

• "ebuah benda dilempar dengan keepatan a9al vo dan dengan sudut ele%asi D sehingga benda melakukan gerak parabola. Jgar benda dapat menapai !arak mendatar ter!auh*tentukan besar sudut a yang diperlukan.

Penyeleseian

8/18/2019 Soal Dan Pembahasan Kelas XI SMA

http://slidepdf.com/reader/full/soal-dan-pembahasan-kelas-xi-sma 10/23

;arak mendatar ter!auh pada gerak parabola dinyatakan dengan persamaan.

&t =

Fengan nilai vo dan g  yang konstan maka nilai &t tergantung pada nilai sin 2D. Kilai sin

2D menapai maksimum !ika:sin 2D = 1

2D = -7o

D = 4/o

;adi* agar benda dapat menapai !arak mendatar ter!auh* sudut ele%asi

yang diperlukan D = 4/o.

1. "ebuah bola sepak ditendang dengan sudut ele%asi /3o sehingga bolabergerak paraboladan melayang di udara selama 4 sekon.

Iitunglah tinggi maksimum yang dapat diapai oleh bola !ika g = 17 m/s2

Penyeleseian

ola melayang di udara selama bola mulai saat ditendang sampai bola menapai !arak ter!auh. Laktu yang diperlukan untuk menapai !arak ter!auh.

t =4 =

4 =

v0 = = 1/ m/s

v0 = 1/ m/s →  'ma8 =

'ma8=

'ma8= 27 m

2. "ebuah titik partikel melakukan gerak melingar dengan !ari$!ari lintasan 17cm dan persamaan posisi sudut yang ditempuh C = (7*/ + 2t ) Eadian.entukan posisi titik pertikel pada saat t  = 2 sekon

Penyeleseian

8/18/2019 Soal Dan Pembahasan Kelas XI SMA

http://slidepdf.com/reader/full/soal-dan-pembahasan-kelas-xi-sma 11/23

C = 7*/ + 2t 

,ntuk t  = 2 sekon maka:

C = 7*/ + 4

C = 4*/ Eadian

r = (E* C)

r = (17 mG 4*/ Eadian)

3. "ebuah titik partikel dengan massa 27 gram melakukan gerak melingkar beraturandengan !ari$ !ari lintasan 1 meter dengan persamaan posisi sudut C = 17 t Eadian.entukan:

1. 0ela!uan linear titik partikel

2. Perepatan sentripetal titik partikel

3. aya sentripetal yang beker!a pada titik partikel

Penyeleseian

Fiketahui: m = 27 gram = 2 . 17$2

kg 

Fitanya:

1. %2. a" 

3. M" 

;a9ab :

4. B = (17t)6

B = 17 rad/s

% = B. E = 17 . 1 = 17 m/s

5. = 177 m/s 6. M" = m . a" = 2 . 17$2 . 177 = 2 K

4. ambar di samping melukiskan sebuah piringan hitam yang sedang berputar beraturan dengan sumbu putar melalui tengah$tengah

8/18/2019 Soal Dan Pembahasan Kelas XI SMA

http://slidepdf.com/reader/full/soal-dan-pembahasan-kelas-xi-sma 12/23

 piringan hitam (titik N). itik P berada di bagian pinggir piringan hitam dan titik O ditengah$tengah antara N dan P.

entukan:

1.  perbandingan keepatan sudut dari titik P dan O2.  perbandingan kela!uan linear dari titik P dan titik O

Penyelesaian

Ep = 2 EO

1. 0arena !ika titik P sekali berputar* titik O !uga sekali berputar BP = BO

atau = 1

2. = =/. "ebuah peluru ditembakkan dari permukaan tanah dengan keepatan a9al 177 msdengan sudut le%asi 3?o (sin 3?o = 7*G os 3?o = 7*). ;ika g = 17 m/s2* maka tentukan.

1. keepatan dan arah keepatan peluru pada saat t  = 2 sekon

2.  !arak mendatar ter!auh yang diapai peluru

Penyeleseian

1. v8 = %o os a = 177 . os 3?o = 7 m/s

vy = vo sin D 5 gt  = 177 . sin 3? o

m/s 5 27 = 47

v= = = 47 m/s

tan = = =

  = 2?o

2. &t = =

&t = = -7 m

. "ebuah bola dilempar ke atas dengan sudut terhadap sumbu 8.1. erapakah tinggi maksimal yang dapat diapai bola@

2. erapa 9aktuyang diperlukan bola agar menapai tinggi maksimal@

8/18/2019 Soal Dan Pembahasan Kelas XI SMA

http://slidepdf.com/reader/full/soal-dan-pembahasan-kelas-xi-sma 13/23

3. erapa !arak maksimal yang bisa ditempuh bola@

Penyeleseian

0eadaan a9al bola kita anggap mula$mula di (7*7). "aat bola menapai tinggi

maksimal maka keepatan ke arah sumbu y bernilai 7* dan keepatan ke arahsumbu x konstan yaitu v x = vo os C . ila tinggi maksimal adalah h = y – yo* dan permukaan tanah kita anggap x = 7

Fengan menggunakan persamaan

vt = v0

sin C 5 gt 

7 = v0

sin C 5 gt 

t  =

1. maka ketinggian maksimal bola adalah:

h = vo

sin C t  5 gt 2 = vo

sin C 5 g 2

h = g 2

 5 g 2 = g 2

2. 9aktu yang diperlukan bola untuk sampai di tanah lagi adalah dua kali9aktu yang diperlukan agar menapai ketinggian maksimum t =2t maks.

3. ;arak maksimum bola adalah:

& = vo

os C = =

?. "ebuah batang besi !ari$!ari - mm dan pan!angnya 7 m. atang ditarikoleh gayasebesar 8 174 K. erapakah tegangan tarik pada batang@

Penyeleseian :

8/18/2019 Soal Dan Pembahasan Kelas XI SMA

http://slidepdf.com/reader/full/soal-dan-pembahasan-kelas-xi-sma 14/23

. ulang orang de9asa memiliki diameter minimum 2* m. erapa gaya maksimal yang boleh menekan tulang agar tidak patah@

Penyeleseian:

egangan patah tulang adalah 2?7 8 17 Km2.aya yang menghasilkan tegangan tekansebesar tegangan patah tulang adalah

M = egangan patah 8 luas penampang

M = (2?7 8 17 Km2)()(1*4 8 17$2m)2

= 12 8 174 K

-. Ntot bisep memiliki luas penampang maksimum 12 m2. erapakah tegangan otot saatmengangkat beban 2/7 K@

Penyeleseian

esar tegangan tarik

17. "ebuah pegas dalam keadaan tergantung bebas mempunyai pan!ang 17 m. Pada u!ung bebas digantungkan beban 277 gram hingga pan!ang pegas men!adi 11 m. ;ika g  = 17m/s2* berapakah konstanta gaya pegas tersebut@

Penyelesaian

Fiketahui:

 X o = 17 m = 7*1 m

m = 277 gram = 7*2 kg

 X t = 11 m = 7*11 m

 g  = 17 ms2

  Ditanya: K 

  ;a9ab:

8/18/2019 Soal Dan Pembahasan Kelas XI SMA

http://slidepdf.com/reader/full/soal-dan-pembahasan-kelas-xi-sma 15/23

  △ x = xt 5 xo

  △ x = 7*11 5 7*1 = 7*71

  Q 0 = =

  Q 0 = = 277 K m

1. "ebuah pegas yang memiliki konstanta pegas 47 Km ditekan sehingga pegas yang pan!angnya / m men!adi 2 m. erapa besar gaya pegas@

Penyelesaian :

Fiketahui :

k = 47 Km

 x1 = / m = 7*7/m

 x2 = 2 m = 7*72*

  △ x = 7*72 m 5 7*7/m = $7*73 m

;a9ab :

esar gaya pegas M = $k△8 = ($47 Km)($7*73 m) = 1*2 K

2. "ebuah pegas yang memiliki konstanta pegas 47 Km ditekan sehingga pegas yang pan!ang / m men!adi 2 m. erapa besar gaya pegas@

Penyelesaian :

Fiketahui :

k = 47 Km

81 = / m = 7*7/m

82 = 2 m = 7*72*△8 = 7*72 m 5 7*7/m = $7*73 m

;a9ab :

esar gaya pegas M = $k△8 = ($47 Km)($7*73 m) = 1*2K

8/18/2019 Soal Dan Pembahasan Kelas XI SMA

http://slidepdf.com/reader/full/soal-dan-pembahasan-kelas-xi-sma 16/23

3. "ebuah pegas pan!ang / m. ila pegas diregangkan oleh gaya sebesar / K pan!angnyamen!adi ? m* berapa gaya yang harus dikerahkan agar pan!ang pegas men!adi 17 m@

ila pegas tadi digantung kemudian di u!ung yang bebas digantungkan benda bermassa 2kg* berapakah pan!ang pegas sekarang@

Penyelesaian :

Fiketahui :

 x1 = / m = 7*7/ m*

 x2 = 7*7? m*

 x3 = 7*1 m * M = / K

△ x1 = x2 5 x1= 7*7?m 5 7*7/ m = 7*72 m△ x2 = x3 5 x1= 7*1 m 5 7*7/ m = 7*7/ m

 

;a9ab :

esarnya gaya untuk mengubah pan!ang pegas sebesar 7*72 m adalah / K.Raka besarnya konstanta pegas adalah:

aya yang dikerahkan pegas agar pan!angnya men!adi 17 m*

M= $(2/7 K) (7*7/m)= $12*/ K

Raka gaya yang harus dikerahkan dari luar agar pan!angnya men!adi 7*1

m adalah 12*/ K.

Pegas diberi beban 7*2 kg* maka pegas mendapat gaya sebesar berat beban

L = mg

L = (7*2)(-*)

8/18/2019 Soal Dan Pembahasan Kelas XI SMA

http://slidepdf.com/reader/full/soal-dan-pembahasan-kelas-xi-sma 17/23

L = 1*- K

Perubahan pan!ang pegas

maka pan!ang pegas sekarang adalah

 x1 + △ x = 7*7/ m + 7*77 m

= 7*7/ m

= /* m.

1. Fua buah pegas disusun paralel. Rasing$masing pegas memiliki konstantapegas sebesar 277 Km. ila pegas digantungkan seara %ertikal kemudian di u!ungnya dibebani benda bermassa 2 kg. erapa pertambahan pan!ang pegas@ agaimana !ika pegas disusun seri@

Penyelesaian :

Fiketahui :

k  = 277 Km*m = 2 kg

 Jawa:

Pegas dibebani massa 2 kg* maka pegas mendapat gaya sebesar berat massa

L = mg = (2)(-*) = 1-* K.

0arena disusun paralel maka sistem dua pegas memiliki konstanta pegas yang

 baru sebesar :0 = 2k = (2)(277) = 477 Km

  Perubahan pan!ang pegas adalah:

 

8/18/2019 Soal Dan Pembahasan Kelas XI SMA

http://slidepdf.com/reader/full/soal-dan-pembahasan-kelas-xi-sma 18/23

  ila pegas digantung seara seri maka besarnya konstanta pegas yang baru

adalah

= 177 Km.

Perubahan pan!ang pegas adalah:

1. "ebuah pegas memiliki konstanta pegas 277 Km diletakkanmendatar pada permukaan yang liin. Pada u!ung pegas diberi massa 4 kg. Pegasdiregangkan / m kemudian dilepas.

1. agaimanakah posisi massa setiap saat@

2. erapa >rekuensi osilasi pegas@ erapa >rekuensi sudut osilasi pegas@

3. erapa amplitudo osilasi@

4. "elama 3 detik berapa osilasi yang telah diker!akan massa@

Penyelesaian :

Fiketahui :

k  = 277 Km*

m = 4 kg

△ x = / m

  ;a9ab :

1.2. Mrekuensi osilasi pegas ! = =()= 1*1 IS

3. Posisi pegas setiap saat adalah 8 = 7*7/ os (?*1) m

4. Periode osilasi : = 7*-  s  maka selama 3 detik massa melakukan osilasisebanyak = 3*3 osilasi.

1. "ebuah pegas dapat direnggangkan sehingga bertambah pan!ang 17 m dengan energi potensial 7*/ !oule. erapakah konstanta gaya pegas tersebut@

Penyelesaian

Fiketahui:

8/18/2019 Soal Dan Pembahasan Kelas XI SMA

http://slidepdf.com/reader/full/soal-dan-pembahasan-kelas-xi-sma 19/23

T x = 17 m = 7*1 m

UP = 7*/ ;oule

Fitanya: 0 

;a9ab:

  U p = 0 (△ x)2

  7*/ = 7*/ . 0 . 7*71

  0 =177 K m

2. erak harmonik pada pegas menggunakan pegas dengan 0onstanta 17 Km dan massa beban yang digantungkan 477 gram. "elama beban bergetar* berapakah 9aktu yang

diperlukan untuk 17 getaran@Penyelesaian

Fiketahui:

0 = 17 Km

m = 477 gram = 4 . 17$1 0g

 K = 17 getaran

Fitanya: t

;a9ab:

  = 2 = 2.3*14.

= *2.2.17$1 = 1*2/ s

=

t = .K = 1*2/.17 = 12*/ s

3. "ebuah benda bermassa 7*/ kg digantung pada sebuah pegas. Jkibatnya* beban bergeraknaik turun dengan smpangan ter!auh yang diapai 3 m. !ika konstanta pegas yangdipakai /7 Km* tentukan:

1. periode gerakan beban*

2. persamaan simpangan*

8/18/2019 Soal Dan Pembahasan Kelas XI SMA

http://slidepdf.com/reader/full/soal-dan-pembahasan-kelas-xi-sma 20/23

3. besar keepatan getar dan keepatan maksimum

4. besar keepatan saat t = 7*1 s

4. "ebuah benda melakukan gerak harmonik sederhana dengan persamaan simpangan  y = sin (△t + )* y dalam meter dan t dalam sekon. entukan amplitudo dan >rekuensinya.

Penyelesaian

  Fiketahui: y = sin (△t + )

  ;a9ab:

Fari dua persamaan tersebut* diperoleh:

1. amplitudo ( ") = m2. keepatan sudut (B) = 4 rad/s

B = 2 ! 

4 = 2 ! 

 ! = = IS

5. "ebuah benda melakukan gerak harmonik sederhana dengan amplitude m. Unergikinetik di titik setimbang 27 !oule. entukan besar energi potensial benda pada saatkeepatannya setengah harga maksimumnya

Penyelesaian:

  #k maks = #m = 27 ;

  #k = mv2

karena v = vmaks

* maka:

 #k =

 #k maks

 #k = (27 ;) = /;

saat v = vmax

U p + Uk = Um

8/18/2019 Soal Dan Pembahasan Kelas XI SMA

http://slidepdf.com/reader/full/soal-dan-pembahasan-kelas-xi-sma 21/23

U p + / ; = 27 ;

U p = 1/ ;

6. "ebuah batang kaku berat ditahan mendatar 

ditempatnya oleh dua utas ka9at %ertial J dan *yang memiiliki pertambahan pan!ang yang sama(lihat gambar). ;ika perbandingan diameter J dan sama dengan 2 dan perbandingan modulus elastis Jdan sama dengan 2* hitung perbandingan gayategangan dalam ka9at J dan .

Penyeleseian:

= 2

= 2

=

7. "uatu benda mengalami gerak harmonik sederhana dengan periode s 2 V dan amplitudo7* m. pada t = 7 benda ada di y = 7. erapa !auh benda dari posisi keseimbangannyaketika t = s @

Penyelesaian:

  = 4 rads 

' = J sin (Bt + C)

7 = 7* sin (7 + C)

C = 7 ' = 7* sin 4t

8. "uatu benda mengalami gerak harmonik sederhana dengan periode = 7*/77 s danamplitudo J. benda mula$mula ada di y = 7 dan memiliki keepatan dalam arah positi>.Iitung 9aktu yang diperlukan benda untuk pergi dari y = 7 sampai ke y = 7* J

Penyelesaian :

B = == 4 V rads

8/18/2019 Soal Dan Pembahasan Kelas XI SMA

http://slidepdf.com/reader/full/soal-dan-pembahasan-kelas-xi-sma 22/23

' = J sin (Bt + C)

7 = J sin (7 + C)

C = 7 ' = J sin 4Vt

7* J = J sin 4Vt

4Vt = /3

t =

• Fua pegas identik digantung pada titik tetap. Pegas pertama memiliki tetapan k dan pegaslain 2k. sebuah beban bermassa 4R dihubungkan keu!ung ba9ah pegas pertama dan beban bermassa R keu!ung ba9ah pegas kedua. eban diberi simpangan keil untuk

menghasilkan getaran harmonik dengan amplitudo sama untuk setiap beban. Iitung perbandingan >rekuensi beban bermassa 4R terhadap beban bermassa R

Penyelesian :

  =

  =

  =

• Pengisap bermassa 477 gram dalam sebuah kompresor bergerak naik turun melalui suatu !arak total 7 mm. hitung gaya maksimum pada pengisap ketika melakukan 17 siklus per sekon (V2 = 17).

Pemyelesaian :

  > =

k = m (2V>)2

k = 7*4W4V2W177 = 177 Km

= 4W17$2 m

M = k. = 177. 4W17$2 = 4 K

.

8/18/2019 Soal Dan Pembahasan Kelas XI SMA

http://slidepdf.com/reader/full/soal-dan-pembahasan-kelas-xi-sma 23/23

1. Fua pegas dengan konstanta pegas k1 dan k2 dihubungkan seri. Iitung konstantagabungan pegas. ;ika pegas pertama dipotong men!adi dua bagian yang sama persi* dankemudian dua bagian ini dihubungkan seara parallel dan selan!utnya sistem ini dihubungserikan dengan pegas kedua* hitung konstanta pegas gabungan sekarang.

Penyelesaian:

  0  p =

  0etika k1 dipotong men!adi dua bagian sama besar* konstanta pegas hasil

 potongan adalah 2k1. ketika diparalelkan kita mendapatkan konstanta pegas

 pengganti sebesar 4k1. !ika diserikan dengan k2 maka :

0  p =