1. Benda – benda yang diberi gaya akan bertambah panjang. dan jika gaya dilepaskan akan memiliki sifat kembali ke keadaan semula. Sifat seperti ini dinamakan . . . . a. Keras
d. Elastis
b. Kelihatan
e. Regangan
c. Plastik 2. Pernyataan dibaah ini mengenai tegangan dan regangan! 1. "akin besar gaya yang diberikan pada benda# makin besar tegangan yang dialami benda 2. $enis tegangan yang dialami benda# bergantung pada arah pembebanan yang diberikan %. Regangan yang terjadi pada benda disebut kecil bila pertambahan atau pengurangan panjangnya kecil &. Besarnya regangan tergantung pada arah pembebanan gaya yang diberikan Pernyataan diatas yang benar adalah . . . . a.
1# 2# dan %
b. 1 dan % c.
2 dan &
d. & saja e.
Semua benar
%. "enurut bunyi hukum h''ke besarnya pertambahan panjang benda sebanding dengan gaya penyebabnya dan berbanding trebalik dengan k'nstantanya# maka . . . . a.
"akin besar k'nstanta pegas# maka makin mudah pegas memanjang
b. "akin kecil k'nstanta pegas. maka makin mudah pegas memanjang c.
"akin besar k'nstanta pegas# maka makin mudah pegas kembali ke keadaan aal
d. "akin besar gaya yang dikerjakan pada pegas# dan berapapun gaya yang diberikan pada pegas# pegas tetap elastis e.
Pegas selalu bersifat elastis dan tak pernah bersifat plastis
&. Sebuah benda % kg melakukan getaran selaras dengan peri'de 2 sek'n dan amplitud' 1( cm.)entukan k'nstanta pegas dinamis tersebut * a. 1((( +,m
b. -(( +,m c. 12(( +,m d. %(( +,m e. (( +,m -. Sebuah senar elastis memiliki m'dulus elastisitas sebesar 2 .1( / +,m2. jika panjang senar -( cm dan luas penampangnya 1( mm 2 maka senar akan bersifat elastis dengan k'nstanta gaya elastis sebesar . . . . a.
1( +,m
d. &(( +,m
b. &( +,m c.
e. 1((( +,m
1(( +,m
/. )ekanan pada benda elastik dinyatakan sebagai . . . . a. regangan
d. kerja
b. tegangan
e. batas elastisitas
c. m'dulus 0. "enurut ukum ''ke# pertambahan panjang suatu batang yang ditarik 'leh suatu gaya adalah . . . . a.
Berbanding lurus dengan besar gaya tarik
b. Berbanding lurus dengan luas penampang batang c.
Berbanding terbalik dengan m'dulus 'ung batang tersebut
d. Berbanding terbalik dengan panjang mula3mula. e.
Berbanding lurus dengan panjang mula3mula.
. Empat buah pegas masing3masing dengan k'nstanta gaya k disusun secara paralel. K'nstanta gaya susunan pegas tersebut adalah . . . . a.
k
b. -k c.
d. 2 k e. & k
%k
B. Jawablah pertanyaan dibawah ini dengan benar!
1. 4pakah yang dimaksud dengan elastisitas5 2. $elaskan perbedaan antara tegangan dan regangan5 %. $elaskan pemanfaatan sifat elastisitas dalam kehidupan sehari3hari*
&. $elaskan hubungan antara besarnya gaya yang diberikan terhadap panjang benda yang bersifat elastis5
Jawaban soal-soal
+'. S'al 1.
Penyelesaian Benda – benda yang diberi gaya akan bertambah
Sk'r Penilaian Salah Benar ( -
panjang dan jika gaya dilepaskan akan memiliki sifat kembali ke keadaan semula. Sifat seperti ini dinamakan . . . . $aaban ! 6
2.
Pernyataan dibaah ini mengenai tegangan dan
(
-
regangan! 1. "akin besar gaya yang diberikan pada benda# makin besar tegangan yang dialami benda 2. $enis tegangan yang dialami benda# bergantung pada arah pembebanan yang diberikan %. Regangan yang terjadi pada benda disebut kecil bila pertambahan atau pengurangan panjangnya kecil &. Besarnya regangan tergantung pada arah pembebanan gaya yang diberikan Pernyataan diatas yang benar adalah . . . . %.
$aaban ! B "enurut bunyi ukum ''ke besarnya
(
-
pertambahan panjang benda sebanding dengan gaya penyebabnya dan berbanding terbalik dengan k'nstantanya# maka pernyataan yang benar adalah . . . . &.
$aaban ! B Sebuah benda % kg melakukan getaran selaras
(
-
dengan peri'de 2 sek'n dan amplitud' 1( cm. )entukan k'nstanta pegas dinamis tersebut * -.
$aaban ! 4 Sebuah senar elastis memiliki m'dulus elastisitas
(
-
sebesar 2 7 1( / +,m2. $ika panjang senar -( cm dan luas penampangnya 1( mm2 maka senar akan bersifat elastis dengan k'nstanta gaya elastis sebesar . . . . /.
0.
$aaban ! 8 )ekanan pada benda elastik dinyatakan sebagai . . ( .. $aaban ! B "enurut ukum ''ke# pertambahan panjang (
-
-
suatu batang yang ditarik 'leh suatu gaya adalah . ... .
$aaban ! 4 Empat buah pegas masing3masing dengan
(
-
k'nstanta gaya k disusun secara paralel. K'nstanta gaya susunan pegas tersebut adalah . . . . $aaban ! 8
1. Elastisitas adalah sifat sebuah benda yang dapat kembali ke bentuknya semula jika diberikan sebuah gaya. 2. )egangan adalah besarnya gaya yang diberikan per satuan luas penampang# sedangkan regangan adalah besarnya perubahan panjang dengan panjang mula3mula. %. Sifat elastisitas pada benda digunakan sebagai neraca pegas 9neraca +et'n:# sebagai tali busur sebuah panah# sebagai pegas pada kendaraan berm't'r. &. Semakin besar gaya yang kita berikan pada benda# semakin panjang pula perubahan panjang benda. 6an gaya yang kita berikan tidak melebihi batas elastisitas benda.
Contoh Soal Elastisitas Fisika
1. S'bat punya sebuah kaat dengan luas penampang 2 mm2# kemudian diregangkan 'leh gaya sebesar -#& + sehingga bertambah panjang sebesar - cm. Bila panjang kaat mula3mula adalah %( cm# berpakah m'dulus elastisitas dari kaat tersebut5 a. 1#-% 7 1(/ +,m2 b. 1#% 7 1(/ +,m2 c. 1#/- 7 1(0 +,m2 d. 1#/2 7 1(0 +,m2 $aab 6iketahui 4 ; 2 mm2 ; 2.1(3/ m < ; -#& + =l ; - cm ; -.1(32 m l' ; %( cm ; %.1(31 m "'dulus y'ung ; >-#& 7 %.1(31?,>2.1(3/ 7 -.1(32? ; 1#/2.1(0 +,m2 9 jawaban d: 2. Sebuah batang besi yang panjangnya 2 m# penampangnya berukuran & mm 7 2 mm. "'dulus elastisitas besi tersebut adalah 1(- +,mm2. $ika pada ujung batang ditarik dengan gaya &( +. Berapa pertambahan panjang besi tersebut5 a. 1 mm b. (#1 mm c. (#(1 mm d. (#((1 mm Pembahasan 6iketahui l' ; 2 m ; 2.1(% mm 4 ; mm2 @ ; 1(- +,mm2 < ; &( + dari rumus
maka =l ; ><.l'?,>4.E? ; >&(.2.1(%?,> .1(-? ; (#1 mm 9 jawaban b: %. Sebuah kaat luas penampangnya & mm2# kemudian diregangkan 'leh gaya sebesar + sehingga bertambah panjang (#( cm. Bila panjang kaat mula3mula adalah /( cm# berapakahh tegangan dan regangan kaat tersebut5 $aab 4 ; & mm2 ; &.1(3/ m2 <;+
=l ; (#( cm l' ; /( cm )egangan ; <,4 ; ,&.1(3/ ; 2.1(/ +,m2 Regangan ; (#(,/( ; 1#%%% A 7 1(3% &. S'al Elastisitas berikutnya adalah# jika s'bat pu nya kaat 4 dan kaat B sama panjang dengan perbandingan diameter 1!2# masing3masing ditarik 'leh gaya sebesar <# sehingga mengalami pertambahan panjang dengan perbandingn %!1. Pertanyaannya berapa nilai perbandingan dari m'dulus y'ung kaat 4 dan kaat B5 jaab Perbandingan diameter 4 ! B ; 1!2 maka perbandingan luas penampang ; 12 ! 22 ; 1!& perbandingan =l 4 dan B ; %!1 jika melihat rumus m'dulus y'ung
didapat kesimpulan “modulus young sebanding dengan gaya (F) serta panjang awal (lo) dan berbanding terbalik dengan luas alas (A) dan pertambahan panjang ( Δl) E4,EB ; ><4,Cuas 4las B,Cuas 4las 4? 7 >=l B,=l4? 9perhatikan p'sisi atas baah 4 dan B: E4,EB ; 1,1 7 &,1 7 1,% ; &,% jadi perbandingan m'dulus y'ung kaat 4 dan Kaat B ; &!%
CONTOH SOAL DAN PEMBAHASAN GERAK HARMONIK SEDERHANA A. Pilihlah jawaban yang paling tpat !. S"ta# $awat b%&ia't% ( )' &ig"na$an "nt"$ 'nggant"ng$an la'p" *!+, $g pa&a langit-langit $a'a%. Tgangan #t%##/ yang &iala'i $awat #$ita% 0 g1!2 '3#(/ A. 2+2! $N3'( B. 2+! $N3'( C. ! $N3'( D. !2 $N3'( E. !22 $N3'( P'baha#an4 Di$tah"i 4 & 1 ( )' 1 ( 5 !2-( ' % 1 ! )' 1 ! 5 !2-( '
' 1 *!+, $g g 1 !2 '3#( Ditanya$an 4 Tgangan 6/ 7awab 4 81'.g 8 1 *!+, . !2 8 1 *!, N A 1 9.%( A1 *+!, . ! : !2-(/( A1 *+!, . !2-,
(. Sb"ah pga# &igant"ng$an pa&a langit-langit #b"ah li;t. Di "j"ng bawah pga# t%gant"ng bban <2 g. Kti$a li;t &ia'+ p%ta'bahan panjang pga# < )'. P%ta'bahan panjang pga# ji$a li;t b%g%a$ $ bawah &ngan p%)patan * '3#( a&alah 0 g1!2 '3#(/ A. (+< )' B. *+< )' C. ,+< )' D. <+2 )' E. =+2 )' P'baha#an 4 Di$tah"i 4 ' 1 <2 g >5! Ka&aan li;t &ia'/ 1 < )' 1 2+2< ' a1 * '3#( Ditanya$an 4 >5( Ka&aan li;t b%g%a$/ 7awab 4 Ka&aan Li;t Dia' Ka&aan Li;t B%g%a$ 8 1 $ . >5! ?8 1 '.a '.g 1 $ . 2+2< w @ 8p 1 '.a
2+2< . !2 1 2+2< $ K 1 !2
'g - $ . >5( 1 '.a 2+2<.!2 @ !2>5( 1 2+2<.* 2+< - !2>5( 1 2+!< !2>5( 1 2+*< >5( 1 2+2*< ' 1 *+ < )'
7awaban 4 B/ *. K)patan #b"ah bn&a yang b%g%a$ #la%a# #&%hana a&alah 0 A. T%b#a% pa&a #i'pangan t%b#a% B. Ttap b#a%nya C. T%b#a% pa&a #i'pangan t%$)il D. Ti&a$ t%gant"ng pa&a ;%$"n#i gta%an E. Ti&a$ t%gant"ng pa&a #i'pangannya
7awaban 4 C/ ,. Sb"ah bn&a b%'a##a <2 g%a' b%g%a$ ha%'ni) #&%hana &ngan a'plit"& !2 )' &an p%i& 2+( #. B#a% gaya yang b$%ja pa&a #y#t' #aat #i'pangannya #tngah a'plit" a&alah #$ita% 0 A. !+2 N B. (+< N C. ,+ N
D. =+ N E. +, N Di$tah"i 4 ' 1 <2 g 1 2+2< $g T1(# A 1 !2 )' 1 2+! ' Ditanya$an 4 8 pa&a #aat 1 2+< A 7awab 4
7awaban 4 B/ <. D"a b"ah #ilat% b%gta% &ngan ;a# #a'a pa&a t12. 8%$"n#i gta%an !2 H &an ,2 H. Stlah <3, #$n+ $&"a gta%an it" b%#li#ih #"&"t ;a# 0 A. 2F B. *2F C. , 7awab 4 > 1 ( @ ! 1 (9 (-(9 ! 1(9 (- !/ 1(9 ;(t-;!t/ 1(9 ,2<3,/ - !2<3,/J 1 (9 <2 @ !(+
1(9 *+
7awaban 4 C/ . B#a%nya p%i& #"at" ay"nan ban&"l/ #&%hana b%gant"ng pa&a 0 !/ Panjang tali (/ Ma##a bn&a */ P%)patan g%aita#i ,/ A'plit"& P%nyataan &i ata# yang bna% a&alah 0
A. B. C. D. E. 8.
!/+ (/+ &an */ !/ &an */ (/ &an ,/ ,/ !/+ (/+ */+ &an ,/ P'baha#an4 T 1 (9 7a&i+ p%i& ban&"l b%gant"ng pa&a panjang tali &an g%aita#i 7awaban 4 C/
A. B. C. D. E.
. Sb"ah bn&a yang &ii$at &ngan #"ta# bnang hanya &apat b%ay"n &ngan #i'pangan $)il. S"paya p%i& ay"nannnya b%ta'bah b#a%+ 'a$a4 !/ Ay"nannya &ib%i #i'pangan awal yang b#a% (/ Ma##a bn&anya &ita'bah */ Ay"nan &ib%i $)patan awal ,/ Bnang pnggant"ngannya &ip%panjang P%nyataan &i ata# yang bna% a&alah 0 !/+ (/+ &an */ !/ &an */ (/ &an ,/ ,/ !/+ (/+ */+ &an ,/ P'baha#an 4 T 1 (9 7a&i+ p%i& pga# #ban&ing &ngan panjang tali pnggant"ngannya. 7awaban 4 D/
Contoh 9 Sebuah balok bermassa 0,5 kg dihubungkan dengan sebuah pegas ringan dengan konstanta 200 N/m. Kemudian sistem tersebut berosilasi harmonis. Jika diketahui simpangan maksimumnya adalah 3 cm, maka kecepatan maksimum adalah.... . 0,! m/s
". 0,# m/s $. ! m/s %. !,5 m/s &. 2 m/s (Seleksi Astronomi 2012)
Pembahasan %ata ' m ( 0,5 kg k ( 200 N/m ymaks ( ( 3 cm ( 0,03 m )maks ( ......
*eriode getaran pegas ' + ( 2 -m/k + ( 2 -0,5/200 ( 2-!/00 ( 2 !/20 ( 0,! sekon vmaks = ω A 2π vmaks= ____ x A T 2π vmaks = ______ x (0,03) = 0,6 m/s 0,1 π Contoh 10 Sebuah benda bermassa 50 gram bergerak harmonis sederhana dengan amplitudo !0 cm dan periode 0,2 s. "esar gaya yang beker1a pada sistem saat simpangannya setengah amplitudo adalah sekitar.... . !,0 N ". 2,5 N $. , N %. #, N &. , N
(SPMB 2005)
Pembahasan %ata soal' m ( 50 gram ( 50 4 !0 3 kg ( !0 cm ( 0,! m ( !0 ! m + ( 0,2 s y ( 0,5 6 ( ......
7aya pada gerak harmonis = mω2! dengan' 8 ( 2/+ ( 2 / 0,2 ( !0 rad/s y ( 0,5 ( 0,50,! ( 5 4 !0 2 Sehingga' 6 ( 50 4 !03!025 4 !02 ( 2,5 N Contoh 11 Sebuah bandul sederhana dengan pan1ang tali 3,2 cm dan beban 200 gram
Jika percepatan gra)itasi , m/s 2 tentukan periode ayunan9 Pembahasan *eriode getaran pada bandul sederhana, ayunan sederhana'
%imana +( periode getaran s l ( pan1ang tali m g ( percepatan gra)itasi m/s2 Sehingga
0, sekon Contoh 12 yunan sederhana dengan pan1ang tali : ( 0, m pada sebuah dinding seperti gambar berikut.
Jika percepatan gra)itasi bumi !0 m/s 2 perkirakan periode ayunan9 Pembahasan *eriode ayunan adalah setengah dari periode saat pan1ang tali sebesar : ditambah dengan setengah periode ayunan saat pan1ang tali sebesar !/2 :
Sehingga
