physic oke: GERAK HARMONIK

GERAK HARMONIK SEDERHANA

1. PENGERTIAN
Gerak Harmonik Sederhana (GHS) adalah gerak periodik dengan lintasan yang ditempuh selalu sama (tetap). Gerak Harmonik Sederhana mempunyai persamaan gerak dalam bentuk sinusoidal dan digunakan untuk menganalisis suatu gerak periodik tertentu. Gerak periodik adalah gerak berulang atau berosilasi melalui titik setimbang dalam interval waktu tetap. Gerak Harmonik Sederhana dapat dibedakan menjadi 2 bagian, yaitu :
 Gerak Harmonik Sederhana (GHS) Linier, misalnya penghisap dalam silinder gas, gerak osilasi air raksa / air dalam pipa U, gerak horizontal / vertikal dari pegas, dan sebagainya.
 Gerak Harmonik Sederhana (GHS) Angular, misalnya gerak bandul/ bandul fisis, osilasi ayunan torsi, dan sebagainya.

Beberapa Contoh Gerak Harmonik:
 Gerak harmonik pada bandul: Sebuah bandul adalah massa (m) yang digantungkan pada salah satu ujung tali dengan panjang l dan membuat simpangan dengan sudut kecil. Gaya yang menyebabkan bandul ke posisi kesetimbangan dinamakan gaya pemulih yaitu dan panjang busur adalah Kesetimbangan gayanya. Bila amplitudo getaran tidak kecil namun tidak harmonik sederhana sehingga periode mengalami ketergantungan pada amplitudo dan dinyatakan dalam amplitudo sudut
 Gerak harmonik pada pegas: Sistem pegas adalah sebuah pegas dengan konstanta pegas (k) dan diberi massa pada ujungnya dan diberi simpangan sehingga membentuk gerak harmonik. Gaya yang berpengaruh pada sistem pegas adalah gaya Hooke.

 Gerak Harmonik Teredam
Secara umum gerak osilasi sebenarnya teredam. Energi mekanik terdisipasi (berkurang) karena adanya gaya gesek. Maka jika dibiarkan, osilasi akan berhenti, yang artinya GHS-nya teredam. Gaya gesekan biasanya dinyatakan sebagai arah berlawanan dan b adalah konstanta menyatakan besarnya redaman. dimana = amplitudo dan = frekuensi angular pada GHS teredam.

2. SIMPANGAN GETAR
Simpangan getaran didefinisikan sebagai jarak benda yang bergetar ke titik keseimbangan. Karena posisi benda yang bergetar selalu berubah, maka simpangan getaran juga akan berubah mengikuti posisi benda.
Y = A sin (m) atau y = A sin w.t atau y = A sin 2 ft
Keterangan:
Y = simpangan getar (m)
A = amplitudo (m)
= sudut getar ( )
= frekuensi (Hz)
3. KECEPATAN GETAR
Kecepatan getar = kecepatan cos (meter / detik)
Vy = v cos

Tambahan Materi Klik Disini
UNDUH PPT DISINI DOWNLOAD

SOAL

SOAL

1. Untuk benda yang menjalani getaran harmonik, maka pada....

a. simpangan maksimum, kecepatan dan percepatannya maksimum

b. simpangan maksimum, kecepatan dan percepatannya minimum

c. simpangan maksimum, kecepatannya maksimum, dan percepatannya minimum d. simpangan maksimum, kecepatannya nol, dan percepatannya maksimum

e. simpangan maksimum energinya maksimum

2. Pada benda yang mengalami getaran harmonik, maka jumlah energi kinetik dan energi potensialnya adalah . ...

a. maksimum pada simpangan maksimum

b. maksimum pada simpangan nol

c. tetap besarnya pada simpangan berapa pun

d. berbanding lurus dengan simpangannya

e. berbanding terbalik dengan simpangannya

3. Sebuah benda diikat pada ujung suatu pegas dan digetarkan harmonis dengan amplitude A. Konstanta pegas = C. Pada saat simpangan benda 0,5 A, energi kinetik benda sebesar ....

a. 1/8 CA² c. 3/8 CA² e. 3/4 CA²

b. 1/4 CA² d. 1/2 CA²

4. Sebuah benda melakukan gerak harmonis dengan amplitude A. Pada saat kecepatannya sama dengan setengah kecepatan maksimum, simpangannya adalah......

a. nol c. 0,64 A e. 1 A

b.0,5A d. 0,87A

5. Pada getaran harmonik, massa beban yang digantung pada ujung bawah pegas 1kg, periode getarannya 2 detik. Jika massa beban ditambah sehingga sekarang menjadi 4 kg, maka periode getarnya adalah ....

a. 1/4 detik c. 1 detik e. 8 detik

b. 1/2 detik d. 4 detik

6. Sebuah benda yang diikat pada ujung suatu pegas melakukan gerak harmonik dengan amplitude A, konstanta pegas C. Pada saat simpangan sebesar 0,5 A, energi kinetiknya adalah sebesar .. ..

a. 3/4 CA² d. 1/4 CA²

b. 1/2 CA² e. 1/8 CA²

c. 3/8 CA²

7. Sebuah benda diikat dengan seutas benang dan dibiarkan berayun dengan simpangan kecil. Supaya periode ayunan bertambah besar, maka . ...

a. benda diberi simpangan mula-mula yang besar

b. benang penggantung diperpendek

c. benang penggantung diperpanjang

d. massa benda ditambah

e. massa benda berkurang

8. Sebuah titik bergetar selaras dengan waktu getar 1,20 detik dan amplitudo 3,6 cm. Pada saat t = 0 detik, titik itu melewati titik kesetimbangannya ke arah atas, maka simpangannya pada saat t = 0,1 detik dan t = 1,8 detik adalah ....

a. 1,8 cm dan 0 cm d. 0,5 cm dan 1 cm

b. 0 cm dan 1,8 cm e. 1,5 cm dan 1 cm

c. 1 cm dan 0,5 cm

9. Sebuah pegas yang panjangnya 20 cm digantungkan vertikal. Kemudian ujung bawahnya diberi beban 200 gr sehingga panjangnya bertambah 10 cm. Beban ditarik 5 cm ke bawah kemudian dilepas sehingga beban bergetar harmonik. Jika g = 10 m/s^2 maka frekwensi getaran adalah ....

a. 0,5 Hz c. 5,0 Hz

b. 1,6 Hz d. 18,8 Hz e. 62,8 Hz

10. Sebuah pegas bila diberi beban yang massanya 1 kg meregang 1 cm. Beban ditarik vertikal ke bawah dan bila dilepaskan bergetar harmonik. Pada saat energi potensialnya 20 joule, pegas itu meregang dari kedudukan setimbang sebesar ....

a. 0,1 meter d. 0,3 meter

b. 0,13 meter e. 0,4 meter

c. 0,2 meter

11. Pada gerak harmonik sederhana selalu terdapat perbandingan yang tetap antara simpangan dan ....

a. kecepatannya d. frekuensinya

b. percepatannya e. massanya

c. periodenya

12. Frekuensi nada A =440 Hz. Oktaf nada tersebut mempunyai frekuensi....

a. 880Hz d. 110Hz

b. 440 Hz e. 55 Hz

c. 220 Hz

13. Sebuah benda yang massanya 0,005 kg bergerak harmonik sederhana dengan periode 0,04 sekon dan amplitudonya 0,01 m. Percepatan maksimum benda sama dengan ... .

a. 123 m/s² d. 988 m/s²

b. 247m/s² e. 1976m/s²

c. 494 m/s²

14. Dawai sebuah sonometer menghasilkan nada dengan frekuensi 512 Hz. Kemudian panjang dawai dijadikan 2 kali semula dan tegangan dijadikan 4 kali semula, sedangkan massa dawai dijadikan 8 kali semula. Jadi, frekuensi dawai sekarang adalah ....

a. 64 Hz b. 128 Hz c. 256 Hz d. 265 Hz e. 1024 Hz

15. Seutas dawai sonometer terentang antara dua titik yang tetap. Kita ingin memperoleh nada dengan frekuensi yang besarnya dua kali frekuensi nada dasarnya. Hal tersebut dapat kita lakukan dengan cara menggetarkannya setelah terlebih dahulu ....

a. menekan dawai tersebut di tengah-tengahnya

b. mengubah tegangan dan menjepit tengahnya

c. mengubah tegangan menjadi setengah kali

d. mengubah tegangan menjadi dua kali

e. mengubah tegangan menjadi seperempat kali

16. Sebuah pipa salah satu ujungnya terbuka dan ujung lainnya tertutup oleh sebuah penghisap yang dapat bergerak bebas. Sebuah batang digetarkan di dekat ujung yang terbuka sehingga udara di dalam pipa beresonansi. Penghisap berada pada setiap kedudukan yang berjarak 20 cm satu dengan yang lain, Jika cepat rambat bunyi di udara pada suhu itu 340 m/s, maka frekuensi batang getar itu adalah ....

a. 425 Hz d. 1150 Hz

b. 500 Hz e. 1500 Hz

c. 850 Hz

17. Sebuah benda melakukan getaran selaras, maka besaran yang berbanding lurus dengan simpangannya adalah . . ..

a. energi potensialnya d. percepatannya

b. energi kinetiknya e. amplitudonya

c. kecepatannya

18. Sebuah ayunan sederhana, panjang tali 100 cm, massa benda 100 gr, percepatan gravitasi 10 m/s². Kedudukan tertinggi 20 cm dari titik terendah. Kecepatan berayunnya pada titik terendah adalah....

a. 40 m/s d. 2 m/s

b. 20 m/s e. 0,2 m/s

c. 4 m/s

19. Pada suatu percobaan dengan tabung resonansi ternyata bahwa resonansi pertama didapat bila permukaan air di dalam tabung berada 20 cm dan ujung atas tabung. Maka resonansi kedua akan terjadi bila jarak permukaan air ke ujung tabung itu....

a. 30 cm d. 60 cm

b. 40 cm e. 80 cm

c. 50 cm

20. Seutas tali bergetar menurut persamaan Y = 10 Sin 628t dengan t adalah waktu. Frekuensi getaran tali adalah .. ..

a. 10 Hz d. 200 Hz

b. 50 Hz e. 400 Hz

c. 100 Hz

21. Periode getaran selaras yang terjadi pada sebuah bandul sederhana pada waktu siang adalah Ts dan pada waktu malam yang dingin Tm. Jika dibandingkan maka....

a. Ts > Tm

b. Ts < Tm

c. Ts = Tm

d. perbandingan itu tergantung jenis kawat

e. perbandingan itu tergantung jenis bandulnya

22. Apabila Ek menyatakan energi kinetik, Ep menyatakan energi potensial, dan Em energi mekanik suatu getaran selaras, maka pada, saat simpangan getaran maksimum ....

a. Ek = Em dan Ep = 0 d. Ek = 1/2 Ep

b. Ek = 0 dan percepatannya nol e. Ek = 0, Ep = Em

c. Ek = Ep = 1/2 Em

23. Seutas dawai bila diberi tegangan 100 N dan digetarkan maka frekuensi yang timbul adalah fo. Jadi, besar tegangan yang dibutuhkan agar dawai tersebut bergetar dengan frekuensi 2fo adalah ....

a. 25 N d. 200 N

b. 50 N e. 400 N

c. 100 N

24. Sebuah partikel menempel diujung sebuah garpu tala sehingga turut bergetar harmonik bersama dengan amplitudo 1 mm. Kccepatan partikel pada saat melalui titik setimbang 2 m/s. Frekuensi garpu tala adalah . . .

a. 500/phi Hz d. l000/phi Hz

b. 800/phi Hz e. 1250/phi Hz

c. 900/phi Hz

25. Suatu senar (dawai) yang panjangnya A meter dan ditegangkan oleh gaya sebesar B newton, digetarkan hingga menghasilkan nada dasarnya. Kita ingin mendapatkan nada dasar yang frekuensinya dua kali semula, maka ....

a. panjang senar dijadikan 2 A gaya dibuat tetap

b. panjang senar dibuat tetap dan gaya dijadikan dua kali

c. panjang senar dan gaya diubah menjadi 1/4 kali semula

d. panjang senar dan gaya diubah menjadi dua kali semula

e. panjang senar dan gaya diubah menjadi 1/2 kali semula

26. Energi getaran selaras ....

a. berbanding terbalik dengan kuadrat amplitudonya

b. berbanding terbalik dengan periodenya