1. BAB 3 KELAS XI IPA
1. Sebuah beban 20 N digantungkan pada kawat yang panjangnya 3,0 m dan
luas penampangnya 8× 10−7 m2 hingga menghasilkan pertambahan panjang
0,1 mm. hitung:
a. Teganagan
b. Regangan
c. Modulus elastic kawat
Jawab:
2. Seutas kawat baja memiliki panjang 4 m dan luas penampang 2×
10−6 N/m2 .
Sebuah gaya dikerjakan untuk menarik kawat itu sehingga bertambah panjang
0,3 m. hiutng gaya tarik itu
Jawab:
3. Untuk keamannan dalam mendaki, seorang pendaki gunung mengunakan
sebuah tali nilon yang panjangnya 50 m dan garis tengahnya 1, 0 cm. ketika
meopang pendaki yang bermassa 80 kg, tali bertambah panjang 1,6 m.
tentukan modulus elastic nilon. (ambil π = 3,15 dan g = 9,86 m/s2 )
Jawab:

2. 4. Sebuah batang kaku berat ditahan mendatar ditempatnya oleh dua utas
kawat vertical A dan B, yang memiiliki pertambahan panjang yang sama (lihat
gambar). Jika perbandingan diameter A dan B sama dengan 2 dan
perbandingan modulus elastic A dan B sama dengan 2, hitung perbandingan
gaya tegangan dalam kawat A dan B.
Jawab:
5. Sebuah pegas meregang 10 mm ketika ditarik oleh gaya 2 N.
a. Berapakah pertambahan panjangnya ketika ditarik oleh gay 5 N?
b. Berapa gaya tarik yang diperlukan untuk meregangkan pegas sepanjang 6
mm?
6. Tabel dibawah ini menujukan pembacaan skala pada percobaan menarik
sebuah pegas.
Beban (N) 0 1 2 3 4 5 6
Panjang (mm) 40 49 58 67 76 88 110
Pertambahan panjang (mm)
a. Salin dan lengkapi tabel tersebut
b. Berapakah panjang awal pegas?

3. c. Buatlah grafik pertambahan panjang pegas terhadap beban
d. Berapakah beban yang diperlukan untuk menghasilkan pertambahan
panjang 35 mm?
e. Berapa beban yang diperlukan untuk menghasilkan panjang pegas menjadi
65 mm?
7. Sebuah pegas yang tergantung tanpa beban panjangnya 20 cm. jika ujung
bawah pegas bebas digantungi beban 100 gram, panjang pegas menjadi 24
cm. berapakah panjang pegas bebas jika ujung bawahnya digantungi beban
150 gram?
Jawab:
8. Pada seutas kawat baja dengan panjang 3 m dn luas penampang 0,15 cm2
digantungkan sebuiah beban bermassa 500 kg (g = 9,8m/s2 ). Tentukan
a. Tetapan gaya kawat

4. b. Pertambahan panjang kawat (modulus elastic kawat baja = 2×
1011 N/m2)
Jawab:
9. Modulus elatis kawat x setengah kali y. panjang kawat x dan y masing-masing 1
m, dan diameter kawat masing-masing 2 mm dan 1 mm
a. Tentukan nilai perbandingan tetapan gaya kawat x dan y.
b. Jika kawat x diberi beban F, kawat x bertambah panjang 0,5 cm. tentukan
pertambahan panjang kawat y jika diberi beban 2F
Jawab:
10. Suatu benda bermassa 0,1 kg melakukan gerak harmonik dengan amplitudo 10
mm dan periode π / 2 s . Hitung

5. a. Kecepatan maksimum
b. Gaya maksimum yang bekerja pada benda
Jawab:
11. Sebuah partikel bergerak harmonik sederhana. Persamaan simpangannya
dinyatakan sebagai y = 6 sin 0,2 t dengan t dalam sekon dan y dalam
cm.hitung:
a. Amplitudo,perioda, dan frekuensigerak
b. Persamaan kecepatan dan percepatannya
c. Simpangan, kecepatan dan percepatannyapada t = 2,5 p sekon
Jawab:

6. 12. Sebuah partikel bergerak harmonik sederhana dengan frekuensi 100 Hz dan
amplitudo 3×10−4 m .
a. Hitung kecepatan an percepatan di titik seimbang
b. Hitung kecepatan dan percepatan pada saat simpangan maksimum
c. Tentukan persamaan simpangan, kecepatan dan percepatan sebagai
fungsi waktu.
Jawab:
13. Suatu benda mengalami gerak harmonik sederhana dengan periode π / 2 s
dan amplitudo 0,6 m. pada t = 0 benda ada di y = 0. Berapa jauh benda dari
posisi keseimbangannya ketika t = π / 10 s ?
Jawab:

7. 14. Suatu benda mengalami gerak harmonik sederhana dengan periode T = 0,500 s
dan amplitudo A. benda mula-mula ada di y = 0 dan memiliki kecepatan
dalam arah positif. Hitung waktu yang diperlukan benda untuk pergi dari y = 0
sampai ke y = 0,8 A
Jawab:
15. Sebuah balok yang dihubungkan ke ujung sebuah pegas mengalami gerak
harmonik sederhana dan perpindahannya dinyatakan oleh x = 0,2 sin (15 t + 0,2)
m. tentukan:
a. Percepatan balok ketika x = 0,08 m
b. Waktu paling singkat dimana x = 0,1 m dan kecepatan v <0
jawab:

8. 16. Sebuah balok yang dihubungkan ke ujung sebuah pegas ketika bergerak akan
melakukan gerak harmonik sederhana. Pada t = 0, balok dilepaskan dari posisi x
= +A. periode adalah T.
a. Jika persamaan umum simpangan adalah x = A sin (.t + .0). Tentukan
dahulu sudut fase awal .0 kemudian persamaan simpangannya.
b. Pada posisi dan selang waktu apakah selama siklus pertamanya kondisikondisi
berikut ini terjadi:
(i) v = 0,5vmaks dengan vmaks adalah laju maksimum
(ii) a = 0,5amaks dengan amaks adalah besar percepatan maksimum
Jawab:

9. 17. Sebuah partikel dengan massa 10-3 kg bergerak harmonik seerhana dengan
amplitudo 2× 10−4 m. Percepatan partikel pada saat simpangan maksimum
adalah 8× 10−3 m/s2 . Hiutnglah:
a. Frekuensi getaran
b. Kecepatan partikel ketika
(i) Melalui titik kesetimbangan
(ii) Simpangannya 1,2× 10−4 m
Jawab:

10. 18. Sebuah partikel melakukan gerak harmonik sederhana disekitar y = 0 dengan
frekuensi sudut 2 rad/s. tentukan amplitudo gerak ketika kecepatan memiliki nilai
8,0 cm/s dan p/3 sekon kemudian memiliki nilai -6,0 cm/s
Jawab:
19. Sebuah partikel melakukan gerak harmonik sederhana dengan amplitudo 10
cm dan periode 0,1 p sekon. Jika pada saat t = 7p/30 sekon, simpangan partikel
adalah 5cm, tentukan sudut fase awal partikel tersebut
Jawab:

11. 20. Sebuah pegas memiliki tetapan 8 N/m. berapakah massa benda yang
digantungkan pada pegas supaya periodenya 1 sekon?
Jawab:
21. Sebuah pegas dengan panjang 20 cm digantung vertical. Kemudian ujung
bawahnya diberi beban 200 g sehingga panjangnya bertambah 10 cm. beban
ditarik 5 cm kebawah kemudian dilepas sehingga beban bergerak harmonik
sederhana. Jika g = 10 m/s2 , tentukan frekuensi gerak harmonik sederhana
tersebut

12. 22. Sebuah perangkat lunak dari peralatan elektronik akan dihancurkan dengan
menggunakan getaran pada ferkuensi lebih besar dari 10 Hz. Perangkat lunak ini
diangkut dalam suatu kotak yang ditopang oleh 4 buah pegas. Massa total
perangkat lunak dan pegas adalah 5 kg. berapakah konstanta pegas k yang
akan anda rekomendasikan untuk setiap pegas tersebut?
Jawab:
23. Sebuah mobil balap yang memiliki berat 16000 n ditopang oleh 4 buah pegas.
Tiap pegas memiliki tetapan gaya 7 ×10−4 N/m . Berat pembalap 800 N.
a. berapa jauh tiap pegas tersebut akan tertekan jika berat total mobil berikut
penumpangnya tersebut merata pada tiap pegas?
b. Berapakah frekuensi getaran pegas pada mobil?
c. Berapa waktu yang diperlukan pegas tersebut untuk bergetar sebanyak 3
kali?
Jawab:

13. 24. Periode sebuah bandul sederhana adalah 3 sekon. Tntuka periode bandul
tersebut jika panjang bandul:
a. Ditambah 60%
b. Dikurangi 60% dari panjang semula
Jawab:
25. Sebuah bandul diberi simpangan . derajat dan berayun dengan periode T
detik. Apa yang terjadi dengan periode bandul tersebut jika diberi simpangan
2. derajat dimana .<50
26. Dua pegas dengan konstanta pegas k1 dan k2 dihubungkan seri. Hitung
konstanta gabungan pegas. Jika pegas pertama dipotong menjadi dua bagian
yang sama persi, dan kemudian dua bagian ini dihubungkan secara parallel

14. dan selanjutnya sistem ini dihubung serikan dengan pegas kedua, hitung
konstanta pegas gabungan sekarang
Jawab:
Ketika k1 dipotong menjadi dua bagian sama besar, konstanta pegas hasil
potongan adalah 2k1. ketika diparalelkan kita mendapatkan konstanta pegas
pengganti sebesar 4k1. jika diserikan dengan k2 maka,:
27. Pada susunan pegas A, B, C, dan D dibawah ini, tentukan nilai perbandingan
a. Pertambahan panjang susunan pegas:
(i) Antara A dan B
(ii) Antara C dan D
b. Periode susunan pegas:
(i) Antara A dan B
(ii) Antara C dan D

15. 28. Pengisap bermassa 400 gram dalam sebuah kompresor bergerak naik turun
melalui suatu jarak total 80 mm. hitung gaya maksimum pada pengisap ketika
melakukan 10 siklus per sekon (p2 = 10).
Jawab:
29. Pegas-pegas keempat roda sebuah mobil bergetar naik turun dengan periode
2 s ketika melalui suatu lubang dijalanan. Massa mobil dan pengemudi adalah
300 kg. jika sekarang pengemudi menaikan beberapa orang temannya
sehingga massa total menjadi 600 kg, berapakah periode mobil pada pegaspegas
ketika melalui lubang?

16. Jawab:
30. Dua pegas identik digantung pada titik tetap. Pegas pertama memiliki tetapan
k dan pegas lain 2k. sebuah beban bermassa 4M dihubungkan keujung bawah
pegas pertama dan beban bermassa M keujung bawah pegas kedua. Beban
diberi simpangan kecil untuk menghasilkan gtaran harmonik dengan amplitudo
sama untuk setiap beban. Hitung perbandingan frekuensi beban bermassa 4M
terhadap beban bermassa M
Jawab: