Suatu benda bergetar dengan frekuensi 0,5 hz dan amplitudo 8 cm. Apabila percepatan di suatu titik berjarak y dari titik setimbang adalah 0,4 m/s^2, maka perbandingan energi potensial dan energi kinetik pada kondisi tersebut adalah … (π^2 = 10)
a. 1 : 3
b. 1 : 2
c. 3 : 1
d. 2 : 1
e. √3 : 3
Jawaban yang benar adalah A. 1 : 3.
Diketahui:
f = 0,5 Hz
A = 8 cm = 0,08 m
a = 0,4 m/s²
π² = 10
Ditanya:
EP : EK = …?
Jawab:
Konsep yang kita gunakan adalah analisis hubungan simpangan dengan percepatan pada gerak harmonik sederhana beserta energi pada getaran. Secara umum hubungan simpangan dengan percepatan dituliskan oleh:
a = ω² y,
dan energi mekanik, energi potensial, serta energi kinetik dituliskan masing-masing:
(i) EM = 1/2 x k x A²
(ii) EP = 1/2 x k x y²
(iii) EK = EM – EP = 1/2 x m x v²
dimana: k = m x ω².
dengan:
y = simpangan (m)
A = amplitudo (m)
ω = frekuensi sudut (rad/s)
a = percepatan (m/s²)
m = massa benda (kg)
k = tetapan pegas (N/m).
Tentukan simpangan benda dari persamaan percepatan.
a = ω² y
a = (2πf)² y
0,4 = (2π x 0,5)² x y
0,4 = π² x y
y = 0,4/10
y = 0,04 m.
Energi potensial benda adalah:
EP = 1/2 x k x y²
EP = 1/2 x m x ω² x y²
EP = 1/2 x m x (2π x 0,5)² x 0,04²
EP = m/125 J.
Energi mekanik benda yaitu:
EM = 1/2 x k x A²
EM = 1/2 x m x ω² x A²
EM = 1/2 x m x (2π x 0,5)² x 0,08²
EM = 4m/125 J.
Maka, energi kinetik benda adalah:
EK = EM – EP
EK = (4m/125) – (m/125)
EK = 3m/125 J.
Jadi, perbandingan energi potensial dan energi kinetik pada kondisi tersebut adalah:
EP : EK = (m/125) : (3m/125)
EP : EK = 1 : 3.
Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah A.
Rekomendasi lainnya :
- Sebuah bolah yang bermassa 100 gr jatuh ke tanah.… Sebuah bolah yang bermassa 100 gr jatuh ke tanah. Jika sesaat sebelum bola menumbuk tanah energi kinetik bola 5 J. maka kecepatan bola itu sebelum…
- Sebuah jambu batu bermassa 100 gram jatuh ke tanah… Sebuah jambu batu bermassa 100 gram jatuh ke tanah dengan kecepatan 8 m/s. Tentukanlah Energi Kinetiknya! Jawaban yang tepat untuk pertanyaan di atas adalah 3,2…
- Seorang atlet meloncat memiliki massa 50 kg berada… seorang atlet meloncat memiliki massa 50 kg berada pada ketinggian 3m dengan percepatan gravitasi 10 m/s². berapakah besar energi potensial atlet tersebut Jawaban : 1.500…
- 28. pada tumpukan lenting sempurna berlaku hukum… 28. pada tumpukan lenting sempurna berlaku hukum kekekalan ... a. momentum dan energi kinetik b. momentum dan energi potensia c. energi kinetik d. energi pontesia…
- Benda 0,6 kg dilekatkan pada salah satu ujung pegas… benda 0,6 kg dilekatkan pada salah satu ujung pegas yang konstanta pegasnya 100 n/m dan ujung pegas lainnya melekat pada statif. benda ditarik 8 cm…
- Resonansi terjadi karena dua benda memiliki kesamaan... resonansi terjadi karena dua benda memiliki kesamaan... a. panjang gelombang b. periode c. frekuensi d. cepat rambat jawaban dari soal tersebut yaitu c. frekuensi. Resonansi…
- Persamaan simpangan suatu partikel yang bergetar… Persamaan simpangan suatu partikel yang bergetar harmonik adalah y = 18 sin 40 π t, y dalam centimeter dan t dalam sekon. Frekuensi simpangan partikel…
- Suatu berkas cahaya dengan energy 2,075 eV… Suatu berkas cahaya dengan energy 2,075 eV melemparkan elektron-elektron dari permukaan foto anoda. Energi kinetik maksimum elektron-elektron tersebut adalah 2,5 eV. Berapa frekuensi ambang dan…
- Sebuah bola bermassa 2 kg meluncur tanpa kecepatan… perhatikan gambar di bawah ini: sebuah bola bermassa 2 kg meluncur tanpa kecepatan awal pada biang miring yang licin yang panjangnya 10 m dengan sudut…
- Sebuah benda bermassa 800 gram dilemparkan vertikal… Sebuah benda bermassa 800 gram dilemparkan vertikal ke atas dengan kecepatan awal 72 km/jam. Berapakah besarnya energi kinetik? Jawaban untuk pertanyaan ini adalah : 160…
- Sebuah benda bergerak dengan kecepatan 6 m/s, lalu… Sebuah benda bergerak dengan kecepatan 6 m/s, lalu bergerak lagi dengan kecepatan 10 m/s. Jika massa benda 4 kg, Berapakah usaha benda tersebut? Jawaban untuk…
- Manakah pernyataan berikut ini yang benar? manakah pernyataan berikut ini yang benar? a. ML^2T^-2 adalah dimensi energi kinetik b. MLT^-2 adalah dimensi energi potensial с. ML^2T adalah dimensi momentum d. ML^3T^-2…
- Benda bermassa 1kg dilontarkan dengan kecepatan… benda bermassa 1kg dilontarkan dengan kecepatan 40m/s hitunglah ketinggian benda ketika mempunyai energi kinetik sebesar 600 joule!(tinggu mula- mula benda dianggap 0 dan g=10m/s) Jawaban…
- Sebuah benda melakukan gerak harmonik sederhana… Sebuah benda melakukan gerak harmonik sederhana dengan frekuensi 3 Hz dan amplitudo 12 cm. Kecepatan benda saat berada pada simpangan 4 cm adalah...cm/s Jawaban yang…
- Sebuah mangga yang massanya 250 g jatuh dari… sebuah mangga yang massanya 250 g jatuh dari pohonnya seperti tampak pada gambar di bawah ini. jika percepatan gravitasi bumi ditempat tersebut 10 m/s, maka…