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 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…
- Balok massanya M mula-mula diam di titik puncak… Balok massanya M mula-mula diam di titik puncak bidang miring yang licin. Tinggi bidang miring adalah H dan panjang bidang miring adalah S. Jika percepatan…
- 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…
- Dari suatu gelombang merambat ke kanan dengan… 13. Dari suatu gelombang merambat ke kanan dengan amplitude 6 cm.frekuensi 2 Hz dan cepat rambat 12 cm/s. Pada saat S telah bergetar selama 2…
- 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…
- Energi potensial yang dimiliki buah kelapa yang… energi potensial yang dimiliki buah kelapa yang massanya 0,6 kg jatuh dari pohon setinggi 8 m adalah .... ( g = 10 m/s2) a. 0,48…
- Sebuah bola bermassa 0,2 kg dilemparkan vertikal ke… Sebuah bola bermassa 0,2 kg dilemparkan vertikal ke atas. Pada ketinggian 15 m, kecepatan bola menjadi 3 m/s jika g = 10 m/s² tentukan energi…
- Sebuah kerikil dilempar ke atas sehingga mencapai… Sebuah kerikil dilempar ke atas sehingga mencapai ketinggian maksimum 20 m. Jika energi potensial pada titik tertinggi sebesar 100 J, berapa kecepatan awal kerikil? a.…
- 23. Benda A dan B massanya 5 kg dan 3 kg. Kedua… 23. Benda A dan B massanya 5 kg dan 3 kg. Kedua benda bergerak diatas bidang datar licin dengan kecepatan sama 4 mis dan saling…
- 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…
- Energi kinetik partikel yang massa diamnya m0 dan… energi kinetik partikel yang massa diamnya m0 dan massa itu bergerak dengan kelajuan 0,8 c adalah... a. m0 c^2 b. 3/5 m0 c^2 c. 4/5…
- Benda bermassa 0,5g digantung pada sebuah pegas dan… benda bermassa 0,5g digantung pada sebuah pegas dan bergetar harmonis dengan frekuensi 5 hz dan amplitudo 0,1 m. Tentukan konstanta pegas (k) Jawaban soal ini…
- Gelombang stasioner yang salah satu ujungnya bebas… Gelombang stasioner yang salah satu ujungnya bebas digetarkan dengan kecepatan 10 m/s sehingga memiliki frekuensi 50 Hz. Jika amplitudo gelombang tersebut 3 cm, maka besar…
- Sebuah pegas dengan konstanta k = 400 N/m dengan… Sebuah pegas dengan konstanta k = 400 N/m dengan beban sebesar 1 kg ditarik ke bawah sehingga menyimpang maksimum 10 cm dari keadaan seimbang. Kemudian…