Soal Getaran Harmonis Sederhana

SOAL GETARAN HARMONIS SEDERHANA

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

Sebuah benda yang bergetar harmonik selalu mempunyai mempunyai . . . . a. Kecepatan terbesar pada simpangan terkecil b. Kecepatan yang konstan c. Simpangan yang berbanding lurus dengan gaya pergeseran d.  Amplitudo kecil e. Kecepatan terbesar pada saat simpangan terbesar Kecepatan sebuah benda yang bergetar harmonik adalah . . . . a.  Terbesar pada simpangan simpangan terbesar b.  Tetap besarnya c.  Terbesar pada simpangan simpangan terkecil d.  Tidak bergantung pada frekuensi getaran getaran e.  Tidak bergantung pada simpangan Energi mekanik benda yang bergetar harmonik sebanding dengan . . . . a.  Amplitudo b. Frekuensi c. Periode d.  Akar amplitudo e. Kuadrat amplitudo  Waktu getar ayunan bandul bandul suatu jam dinding bergantung bergantung pada . . . . a. Simpangan ayunan b. Panjang batang bandul c. Massa bandul d. Gaya gravitasi e. Kecepatan ayunan bandul Berikut pernyataan yang berkaitan dengan benda bergetar harmonis 1. Simpangan nol, kecepatan nol, percepatan nol. 2. Simpangan nol, kecepatan maksimum, percepatan nol. 3. Simpangan maksimum, kecepatan maksimum, percepatan maksimum. 4. Simpangan maksimum, kecepatan nol, percepatan maksimum. Pernyataan yang benar adalah . . . . a. 1, 2, dan 3 b. 1 dan 3 c. 2 dan 4 d. 4 saja e. 1, 2, 3, dan 4 Gaya pemulih pada benda yang bergetar harmonik . . . . a. Sebanding dengan amplitudo b. Sebanding dengan kecepatan c. Sebanding dengan simpangan d. Berbanding terbalik dengan amplitudo e. Berbanding terbalik dengan simpangan Pada getaran harmonis terdapat perbandingan yang nilainya selalu tetap, yaitu antara simpangan dan . . . a. Kecepatan b. Percepatan c. Massa d.  Amplitudo e. Periode Besaran berikut yang tidak mempengaruhi energi gerak harmonik suatu benda adalah . . . . a. Massa benda 1

9.

10.

11.

12.

13.

14.

b. Frekuensi c. Periode d. Simpangan e.  Amplitudo Pernyataan tentang energi getaran yang benar adalah . . . . a. Berbanding terbalik dengan kuadrat amplitudo b. Berbanding lurus dengan amplitudo c. Berbanding lurus dengan kuadrat periode d. Berbanding lurus dengan kuadrat amplitudo e. Berbanding terbalik dengan periode Dengan ayunan bandul, orang dapat menentukan . . . . a. Massa benda b.  Waktu suatu tempat c. Percepatan gravitasi suatu tempat d. Massa tali ayunan e. Kecepatan gerak benda Perhatikan besaran-besaran yang berkaitan dengan gerak harmonik sederhana berikut. 1)  Amplitudo 2) Panjang tali 3) Massa beban 4) Percepatan gravitasi bumi. Periode ayunan sederhana bergantung pada besaran nomor . . . . a. 1), 2), dan 3) b. 1), 3), dan 4) c. 2), 3), dan 4) d. 2) dan 4) e. 3) dan 4) Pernyataan-pernyataan berikut ini berkaitan dengan energi pada gerak harmonik. 1) Energi potensial berbanding langsung dengan simpangannya 2) Energi kinetik berbanding langsung dengan kelajuannya 3) Energi kinetik maksimum terjadi pada fase 0 4) Energi potensial maksimum terjadi pada fase 0 Pernyataan yang benar mengenai energi gerak harmonik sederhana ditunjukkan oleh nomor. . . . a. 1), 2), dan 3) b. 1), 2), dan 4) c. 1), 3), dan 4) d. 2), 3), dan 4) e. 3) dan 4) Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut. 1) Energi gerak harmonik terdiri dari energi kinetik dan energi potensial. 2) Di titik seimbang, energi kinetik bernilai maksimum. 3) Di titik terjauh, energi mekanik bernilai maksimum. 4) Energi potensial maksimum jika simpangan benda sama dengan amplitudonya. Pernyataan yang benar mengenai gerak harmonik sederhana ditunjukkan oleh nomor . . . . a. 1) dan 2) b. 1), 2), dan 4) c. 2), 3), dan 4) d. 2) dan 4) e. 3) dan 4) Dalam getaran harmonik, percepatan getaran .... a. selalu sebanding dengan simpangannya b. tidak bergantung simpangan c. berbanding terbalik dengan kuadrat frekuensinya

2

15.

16.

17.

18.

19.

d. berbanding lurus dengan pangkat tiga amplitudonya e. berbanding lurus dengan sudut fasenya Sebuah bandul matematis menjalani getaran selaras. Pada simpangan terjauh . . . . a. Energi potensial dan energi kinetiknya nol b. Energi potensial dan energi kinetiknya maksimum c. Energi potensial maksimum dan energi kinetiknya nol d. Energi potensial nol dan energi kinetiknya maksimum e. Energi potensial sama dengan energi kinetik Dalam gerak harmonik, pernyataan di bawah ini yang paling benar .... a. percepatan terkecil di titik balik b. kecepatan terkecil di titik seimbang c. percepatan terkecil di titik seimbang d. kecepatan terbesar di titik balik e. kecepatan sama di setiap tempat  Apabila Ek , Ep, dan Em  masing-masing menyatakan energi kinetik, energi potensial, dan energi mekanik suatu getaran selaras. Maka pada saat simpangan getaran maksimum . . . . a. Ek  = Em dan Ep = 0 b. Ek  = 0 dan percepatan nol c. Ek  = Ep = ½ Em d. Ek  = ½ Em e. Ek  = 0 dan E p = 0  Ayunan bandul matematis pada simpangan maksimumnya memiliki . . . . a. Energi potensial terkecil, energi kinetik terbesar b. Energi potensial terbesar, energi kinetik terkecil c. Energi mekaniknya sama dengan energi kinetiknya d. Energi potensial terbesar, energi kinetik terbesar e. Energi kinetik minimum, energi potensial nol Sebuah benda bergetar harmonik dengan amplitudo A. Pada saat kecepatannya sama dengan setengah kecepatan maksimum, maka besar simpangannya . . . . a.  A b.  A  c.  A

√ 3 √ 2  √ 3 d. √ 2 A   e. √ 3 A 

20.

Besar simpangan sebuah partikel yang bergetar harmonik dari pegas dengan amplitudo energi kinetiknya dua kali energi potensialnya adalah . . . .  a.  cm

 √ 6  b. √ 6 cm 

21.

√ 2 √ 6

√ 2 cm saat

c.  cm d. 1 cm e.  cm Sebuah pegas yang mempunyai konstanta k diberi beban m   bergetar harmonik dengan amplituod   A. Besar energi kinetik saat simpangannya sama dengan   amplitudonya adalah . . . . 2 a. ½ kA b. ¼ kA2 c. ¾ kA2 d. 3/8 kA2 e. 1/8 kA2

√ 3

3

22.

23.

24.

Sebuah benda diikat pada ujung suatu pegasyang memiliki konstanta k dan digetarkan harmonik dengan amplitudo A.Pada saat simpangan benda sebesar 1/3 A, energi kinetik benda tersebut sebesar . . . . a. 1/9 kA2 b. 1/3 kA2 c. 2/3 kA2 d. 4/9 kA2 e. 6/9 kA2 Ketika simpangan sebuah benda yang melakukan gerak harmonik sederhana sebesar ¾ amplitudonya, perbandingan antara energi kinetik dan energi potensial pada saat itu sebesar . . . . a. 1 : 3 b. 3 : 1 c. 4 : 9 d. 7 : 9 e. 9 : 7

 = 4sin 5 + 

Sebuah partikel bergerak harmonik sederhana dengan persamaan  , dengan  y  dalam cm dan t  dalam sekon. Dari persamaan di atas kita dapat menyimpulkan : 1)  Amplitudo getaran sebesar 4 cm; 2) Frekuensi getaran 5 Hz; 3) Kecepatan maksimum getaran 20π cm/s; 4) Simpangan pada saat t = 2 s sebesar  cm. Pernyataan yang benar ditunjukkan nomor . . . . a. 1), 2), dan 3) b. 1), 3), dan 4) c. 2), 3), dan 4) d. 2) dan 4) saja e. 3) dan 4) saja Sebuah benda melakukan gerak harmonik sederhana pada pegas dengan arah vertikal dengan frekuensi sebesar 3 Hz.Percepatan benda ketika berada 5 cm di atas titik seimbang sebesar . . . . a. 3,6 m/s2 dengan arah ke bawah b. 3,6 π2 m/s2 dengan arah ke atas c. 3,6 π2 m/s2 dengan arah ke bawah d. 7,2 π2 m/s2 dengan arah ke atas e. 7,2 π2 m/s2 dengan arah ke bawah Sebuah benda melakukan gerak harmonik arah vertikal dengan frekuensi 5 Hz. Tepat saat menyimpang 4 cm di atas titik setimbang, benda tersebut mendapat percepatan dengan nilai dan arah. . . . a. 0,4 π m/s2, arah ke atas b. 0,4 π m/s2, arah ke bawah c. 4 m/s2, arah ke atas d. 4 π2 m/s2, arah ke bawah e. 4 π2 m/s2, arah ke atas Sebuah benda melakukan gerak harmonik sederhana dengan arah vertikal. Frekuensi getaran benda sebesar 5 Hz. Pada saat benda menyimpang 3 cm di atas titik seimbang, benda mendapat percepatan maksimum sebesar . . . . a. 3 π2 m/s2 ke atas b. 3 π2 m/s2 ke bawah c. 1,2 π2 m/s2 ke atas d. 1,2 π2 m/s2 ke bawah e. 2,4 π2 m/s2 ke atas Sebuah benda melakukan gerak harmonik sederhana dengan amplitudo A dan frekuensi sudut ω. Pada saat kecepatan benda sama dengan 4/5 kecepatan maksimumnya, percepatan benda adalah . . ..

2√ 2

25.

26.

27.

28.

4

−     b. −      c. −       d.    e.     a.

29.

30.

31.

Dari persamaan getaran harmonik y = ( 20 sin 10πt ) cm, maka besar amplitudo dan frekuensinya adalah . . . . a.  A = 20 cm dan f = 10 Hz b.  A = 20 cm dan f = 20 Hz c.  A = 20 cm dan f = 5 Hz d.  A = 5 cm dan f = 5 Hz e.  A = 10 cm dan f = 10 Hz Sebuah benda melakukan getaran harmonik dengan persamaan simpangan y = ( 10 sin πt ) cm, maka besar kecepatan getaran setelah ¾ sekon adalah . . . . a. -10π  cm/s b. -10π cm/s c. -5π  cm/s d. 5π  cm/s e. 10π  cm/s Sebuah benda melakukan gerak harmonik dengan persamaan simpangan y = 5 sin (10t) cm. Kecepatan getaran benda itu pada detik ke-6 adalah . . . . a. 0,25 m/s b. 2,5  m/s c. 10,0 m/s d. 25,0 m/s e. 25 m/s Seutas tali bergetar harmonik menurut persamaan y = ( 10 sin 628 t ) cm. Frekuensi getaran tali adalah . . . . a. 100 Hz b. 80 Hz c. 60 Hz d. 50 Hz e. 25 Hz Partikel yang bermassa 50 g bergetar harmonik dengan persamaan simpangan : y = 10 sin 2πt, dengan y dalam meter dan t dalam sekon. Percepatan maksimum partikel adalah . . . . a. -20 π m/s2 b. 20 π m/s2 c. -40 π2 m/s2 d. 40 π2 m/s2 e. 20 π2 m/s2 Sebuah benda mengalami gerak harmonis dengan persamaan y = 5 sin 4πt, y dalam cm, t dalam sekon, maka kecepatan maksimum benda itu adalah .... a. 2π x 10-5 m/s b. 2π x 10-4 m/s c. 2π x 10-3 m/s d. 2π x 10-2 m/s e. 2π x 10-1 m/s Sebuah benda mengalami gerak harmonis dengan persamaan y = 4 sin 0,1t, y dalam cm, t dalam sekon, maka kecepatan benda saat t = 5π sekon adalah . . . . a. 0 m/s

√ 2 √ 2 √ 2 √ 2 √ 3

32.

33.

34.

35.

√ 3

5

36.

37.

b. 0,2 m/s c. 0,4 m/s d. 4 m/s e. 5 m/s Sebuah benda bermassa 5 kg digetarkan dengan persamaan y = 0,05 sin (200t), dengan y dalam meter dan t dalam sekon. Energi total yang dimiliki benda sebesar . . . . J a. 0 b. 25 c. 50 d. 100 e. 250 Partikel bermassa m   melakukan getaran harmonis dengan amplitudo 10 cm,dan kecepatan maksimumnya 100 cm/s. Lajunya akan 50 cm/s pada saat simpangannya . . . . a. 5 cm b. 5  cm c. 5  cm  d.  cm

√ 2 √ 3

38.

39.

40.

41.

√   e.  cm √ 

Sebuah bandul matematis dengan massa 1 kg periodenya 1 sekon. Jika beban diganti menjadi 2 kg, periodenya menjadi . . . . a. 4 sekon b. 2 sekon c. 1 sekon d. ½ sekon e. ¼ sekon Sebuah beban bermassa 25 gram digantungkan pada pegas dan digetarkan sehingga menghasilkan periode 2 sekon. Untuk meningkatkan periode getar menjadi 6 sekon, beban 25 gram tersebut harus diganti dengan beban bermassa . . . . gram a. 75 b. 150 c. 225 d. 300 e. 600 Dua buah pegas identik masing-masing diberi beban m A  dan mB. Apabila frekuensi pegas A dua kali frekuensi pegas B, perbandingan antara massa A dan B adalah . . . . a. 1 : 1 b. 1 : 2 c. 1 : 4 d. 2 : 1 e. 4 : 1 Sebuah bandul sederhana memiliki periode T dan panjang tali l . Supaya periode bandul menjadi ½  T, perubahan panjang tali adalah . . . . a. 1/16 l  b. 1/8l  c. 1/4l  d. 1/2l  e. 3/4l 

6