Bank Soal Fisika SMA Periode Gerak Harmonik Sederhana (GHS)

Soal

Pilgan

Pembahasan

Dua bandul sederhana identik, yaitu bandul A dan bandul B diosilasikan secara bersamaan dengan sudut simpangan yang sama yaitu $8^{\circ}$ pada dua tempat yang berbeda. Bandul A diosilasikan di atas permukaan laut, sedangkan bandul B diosilasikan di atas puncak gunung. Jika bandul A yang berosilasi di atas permukaan air laut memiliki frekuensi sebesar $f$ , maka osilasi bandul B yang ada di puncak gunung akan ....

A

sedikit lebih cepat dari bandul A

B

sedikit lebih lambat dari bandul A

C

sama dengan frekuensi bandul A

D

melambat lalu berhenti

E

tidak beraturan

Pembahasan:

Frekuensi merupakan banyaknya getaran yang terjadi setiap satuan waktu. , Frekuensi gerak harmonik pada bandul sederhana dapat dicari melalui persamaan berikut.

$f=\frac{1}{2\pi}\sqrt{\frac{g}{l}}$

Dimana $g$ merupakan percepatan gravitasi dan $l$ merupakan panjang bandul. Persamaan tersebut menunjukkan bahwa amplitudo, sudut simpangan, dan massa beban tidak berpengaruh terhadap besarnya frekuensi osilasi bandul. Nilai frekuensi bandul hanya dipengaruhi oleh percepatan gravitasi dan panjang tali. Semakin panjang tali maka frekuensinya semakin kecil dan sebaliknya. Begitu pula percepatan gravitasi, semakin besar percepatan gravitasi, maka semakin besar juga frekuensinya dan sebaliknya.

Secara konsep, percepatan gravitasi dipengaruhi oleh ketinggian benda terhadap pusat bumi dan secara matematis percepatan gravitasi berbanding terbalik dengan kuadrat jarak benda ke pusat bumi $g\approx\frac{1}{r^2}$ . Semakin tinggi posisi benda terhadap permukaan bumi maka semakin kecil percepatan gravitasinya. Sehingga bandul B yang berada di atas puncak gunung akan memiliki percepatan gravitasi yang lebih kecil dari percepatan gravitasi bandul A. Namun karena keduanya masih berada di atas permukaan bumi maka dapat dianggap bahwa perbedaannya tidak terlalu besar. Karena percepatan gravitasi bandul B sedikit lebih kecil dari bandul A, maka frekuensi bandul B akan sedikit lebih kecil dari bandul A. Jadi, osilasi bandul B yang ada di puncak gunung akan sedikit lebih lambat dari bandul A.