√ Rangkuman, Teladan Soal Pembahasan Getaran

Rangkuman Getaran

style="display:block"
data-ad-client="ca-pub-7930840207405626"
data-ad-slot="5411244982"
data-ad-format="link"
data-full-width-responsive="true">

PENGERTIAN GETARAN

Getaran merupakan gerakan bolak-balik secara periodik melalui titik kesetimbangan.

Getaran pada ayunan sederhana

A dan C disebut titik tertinggi sedangkan B disebut titik kesetimbangan. Satu getaran terjadi ketika bandul melintas mulai dari A dan kembali lagi ke A. Kaprikornus satu getaran itu dari A – B – C – B – A. Satu getaran lengkap yaitu gerakan bolak-balik dari A ke C dan kembali lagi ke A. Waktu yang dibutuhkan untuk melaksanakan satu getaran lengkap disebut periode. Sedangkan banyaknya getaran atau gerak bolak-balik yang sanggup dilakukan dalam waktu satu detik disebut frekuensi. Hubungan periode (T) dan frekuensi (f) dinyatakan oleh:

Gaya pemulih, periode dan frekuensi ayunan sederhana

Gaya pemulih merupakan gaya yang menyebabkan benda kembali ke keadaan semula. Dirumuskan sebagai berikut:

F = – k.x atau

F = -m.g.sin θ atau



Keterangan:

F : gaya (N)

k : tetapan gaya

m : massa benda (kg)

g : percepatan gravitasi (m/s2)

θ : sudut simpangan

l : panjang tali (m)

x : simpangan getar (m)

Tanda minus (-) menunjukkan bahwa arah gaya F berlawanan dengan arah simpangan.

Periode getaran pada ayunan sederhana

Dirumuskan sebagai berikut:



Frekuensi getaran pada ayunan sederhana

Dirumuskan sebagai berikut:



T : periode getaran (s)

g : percepatan gravitasi (ms^-2)

π : 3.14 = 22/7

l : panjang tali (m)

f : frekuensi getaran (Hz)

Getaran pada pegas

Gaya pemulih, periode dan frekuensi pada pegas



Gaya pemulih pada pegas dirumuskan sebagai berikut:

F = – k.∆x

Keterangan:

F : gaya yang bekerja pada pegas (N)

k : konstanta pegas (N/m)

∆x : pertambahan panjang pegas (m)

Periode Getaran Pada Pegas

Dirumuskan sebagai berikut:



Frekuensi getaran pada ayunan sederhana

Dirumuskan sebagai berikut:



T = periode getaran (s)

π = 3.14 = 22/7

k = tetapan pegas (Nm^-1)

f = frekuensi getaran (Hz)

m = massa beban (kg)

Nilai konstanta suatu pegas sanggup ditentukan dari persamaan:

k = m.ω²

Keterangan

ω : kecepatan sudut dari gerak pegas (rad/s)

Jika disusun seri maka memilih k dengan persamaan:



Jika disusun paralel maka memilih k dengan persamaan:

k_paralel = k₁ + k₂ + k₃ + ………..

style="display:block; text-align:center;"
data-ad-layout="in-article"
data-ad-format="fluid"
data-ad-client="ca-pub-7930840207405626"
data-ad-slot="8126346735">

Persamaan Simpangan, Kecepatan, dan Percepatan

Jika benda melaksanakan gerak harmonik sederhana dengan sudut awal θ_o maka persamaan simpangannya

y = A sin(ωt + θ₀)

Keterangan:

y = Simpangan (meter)

A = Amplitudo (meter)

θ₀ = Frekuensi (rad/s)

ω = Sudut fase awal (rad)

t = waktu titik tersebut telah bergetar (s)

Persamaan kecepatan getaran harmonik adalah:

v = Aωcos(ῴt + θ₀)

persamaan dari percepatan gerak harmonik dinyatakan sebagai:

a = -Aω² sin(ωt + θ₀)

Sudut Fase, Fase, dan Beda Fase

Sudut fase sanggup dituliskan sebagai berikut:

θ =(ῴt + θ₀)



Keterangan:

Ҩ = fase.

Beda fase yang dihasilkan diantara dua kedudukan adalah

ΔҨ = Ҩ₂ – Ҩ₁

hukum kekekalan energi mekanik pada getaran harmonic

Semua benda yang bergerak mempunyai energi kinetik dan energi potensial. Benda yang bergerak harmonik sederhana juga mempunyai energi kinetik dan energi potensial.

Energi potensial

di rumuskan sebagai berikut

E_P = ½ ky²

E_P = ½ mω² A² sin²ωt

Keterangan

E_p = energi potensial (joule)

m = massa benda (kg)

A = amplitudo (m)

ω = kecepatan sudut(rad/s)

t = waktu (sekon)

Energi kinetik

di rumuskan sebagai berikut

E_{k = ½} mv²

E_{k = ½} mω²A²cos²ωt

E_k = ½ k (A²-y²⁾

Energi mekanik

Energi mekanik merupakan jumlah energi potensial dan energi kinetik.

E_M = Ep + Ek = ½kA^2.

superposisi getaran

Benda sanggup mengalami dua getaran sekaligus. Jika suatu benda melaksanakan dua getaran sekaligus akan membentuk gelombang getaran yang di peroleh dengan menjumlahkan simpangan tiap-tiap getaran.

Elastisitas

merupakan kemampuan suatu benda untuk kembali ke keadaan semula sesudah gaya yang dikenakan padanya dilepaskan. Sifat lentur suatu materi berkaitan dekat dengan modulus elastis. Modulus lentur disebut juga modulus Young. Modulus lentur yaitu perbandingan antara tegangan dan regangan yang dialami oleh suatu benda.

Tegangan merupakan hasil bagi antara gaya tarik yang dialami benda dengan luas penampangnya, dan dirumuskan:

Keterangan:

s : tegangan (N/m2)

F : gaya (N)

A : luas penampang (m2)

Regangan merupakan hasil bagi antara pertambahan panjang dengan panjang awal, dan dirumuskan:

Keterangan:

e : regangan (tanpa satuan)

∆l : pertambahan panjang (m)

l_o : panjang awal (m)

l : panjang selesai (m)

Modulus elastis yaitu perbandingan antara tegangan dan regangan yang dialami oleh suatu benda, dan dirumuskan:

DOWNLOAD RANGKUMAN & CONTOH SOAL GETARAN DALAM BENTUK PDF KLIK DISINI

style="display:block; text-align:center;"
data-ad-layout="in-article"
data-ad-format="fluid"
data-ad-client="ca-pub-7930840207405626"
data-ad-slot="8126346735">

CONTOH SOAL & PEMBAHASAN

Soal No.1

Benda bergetar selaras sederhana pada pegas dengan tetapan gaya 80 N/m. Amplitudo getaran tersebut 20 cm dan kecepatan maksimum sebesar 4m/s. massa benda tersebut bernilai …

1. 1 kg


2. 0.8 kg


3. 0,4 kg


4. 0,2 kg


5. 0,1 kg

PEMBAHASAN :



Jawaban : D

Soal No.2

. Sebuah benda melaksanakan gerak harmonik sederhana dengan amplitudo A dan frekuensi sudut ω. Pada ketika kecepatan benda sama dengan 4/5 kecepatan maksimumnya, percepatannya yaitu …

1. -(4/5)Aω²


2. -(3/5)Aω²


3. -(1/5)Aω²


4. 3/5 Aω²


5. 4/5 Aω²

PEMBAHASAN :



Jawaban : B

Soal No.3

Bila pada simpangan y = 5 cm, percepatan gelombang selaras a = -5 cm/s² maka pada ketika simpangan 10 cm, percepatannya yaitu … cm/s².

1. -25


2. -20


3. -10


4. -2,5


5. -1,25

PEMBAHASAN :



Jawaban : C

Soal No.4

Suatu partikel bergetar selaras dengan amplitudo A cm dan periode T detik. Jika partikel mulai bergetar dari kedudukan seimbang dengan arah kanan maka partikel mempunyai simpangan sebesar 4/5 A cm dengan arah gerak ke kiri pada ketika partikel telah bergetar selama waktu … detik

1. T/12


2. T/6


3. T/4


4. T/3


5. 5T/12

PEMBAHASAN :



Jawaban : E

Soal No.5

Pada ujung sebuah pegas (k = 5 N/m) digantungkan sebuah beban. Beban di tarik ke bawah sejauh 10 cm kemudian dilepaskan. Sejak dilepaskan beban melewati titik terendahnya 140 kali dalam selang waktu 44 sekon. Tentukanlah:

1. Amplitudo


2. Periode


3. Frekuensi

PEMBAHASAN :

Soal No.6

Sebuah pegas mempunyai tetapan 5 Nm^-1. Berapakah massa beban yang harus digantungkan supaya pegas bertambah panjang 98 mm? Berapakah periodenya jikalau beban tersebut digetarkan? (g = 9,8 m s^-2)

PEMBAHASAN :

Soal No.7

Sebuah bandul sederhana dengan massa beban 50 gram dan panjang tali 90 cm digantung pada langit-langit sebuah lift. Percepatan gravitasi 10 ms^-2. Jika bandul digetarkan tentukan periode bandul ketika lift sedang bergerak:

1. Ke atas dengan kecepatan tetap


2. Ke atas dengan percepatan tetap 2 ms^-2


3. Ke bawah dengan percepatan tetap 2 ms^-2

PEMBAHASAN :

style="display:block; text-align:center;"
data-ad-layout="in-article"
data-ad-format="fluid"
data-ad-client="ca-pub-7930840207405626"
data-ad-slot="8126346735">

Soal No.8

Benda bermassa m digantung pada ujung sebuah pegas dan bergetar dengan periode 1 sekon. Kemudian pada benda tersebut ditambahkan massa 0,3 kg dan periodenya menjadi 2 sekon. Berapakah massa m?

PEMBAHASAN :

Soal No.9

Sebuah kubus kayu bermassa 220 gram digantung vertikal pada ujung sebuah pegas yang mempunyai tetapan 50 Nm^-1. Sebutir peluru bermassa 25 gram ditembakkan vertikal ke atas sempurna mengenai bab bawah kayu dan bersarang di dalamnya. Berapakah periode getaran kayu tersebut? (π =22/7)

PEMBAHASAN :

Soal No.10

Sebuah benda bermassa m digantungkan pada sebuah pegas dan bergetar dengan periode 0,5 sekon. Berapa bagiankah massa yang harus dikurangkan pada m supaya frekuensinya menjadi dua kali semula?

PEMBAHASAN :

Soal No.11

Sebuah bola dengan massa 20 gram digantung pada sepotong pegas. Kemudian ditarik ke bawah dari kedudukan setimbang kemudian dilepaskan. Ternyata terjadi getaran tunggal dengan frekuensi 32 Hz. Jika bola tersebutdiganti dengan massa bola 80 gram, berapakah frekuensi yang akan terjadi?

PEMBAHASAN :

Soal No.12

Sebuah bandul sederhana panjangnya 39,2 cm.

1. Berapakah periodenya di bumi (g = 9,8 ms^-2)


2. Berapakah periodenya di kawasan yang percepatan gravitasinya empat kali percepatan gravitasi bumi?

PEMBAHASAN :

Soal No.13

Berapakah panjang bandul sederhana yang bergetar 49 kali dalam selang waktu 44 sekon? (g = 9,8 ms^-2 dan π = 22/7)

PEMBAHASAN :

Soal No.14

Dua bandul sederhana masing-masing 60,5 cm dan 50 cm. Bandul 60,5 cm digetarkan frekuensinya 1 hertz. Jika bandul 50 cm digetarkan, berapakah frekuensinya?

PEMBAHASAN :

Soal No.15

Sebuah bandul yang panjangnya 88,20 cm diberi simpangan kecil. Sebuah rintangan vertikal panjangnya 66,15 cm dipasang memanjang dari titik sentra bandul

Berapa usang waktu yang dibutuhkan jikalau bandul dilepaskan dari A sampai kembali lagi ke A? (π= 3,14, g = 9,8 ms^-2)

PEMBAHASAN :

DOWNLOAD RANGKUMAN & CONTOH SOAL GETARAN DALAM BENTUK PDF KLIK DISINI

BINGUNG ADA YANG BELUM JELAS?

ADA YANG MAU DITANYAKAN?

MASUK KESINI : TEMPAT NANYA

UNTUK BERTANYA DAN BERBAGI ILMU BERSAMA

style="display:block"
data-ad-client="ca-pub-7930840207405626"
data-ad-slot="5411244982"
data-ad-format="link"
data-full-width-responsive="true">

Sumber aciknadzirah.blogspot.com

Share this post