Latihan Fisika Kelas X Gaya Pemulih dan Persamaan Gerak
# 5
Pilgan

Sebuah bandul bergetar harmonis dengan amplitudo AA dalam cm. Berapa besar simpangan bandul saat kecepatannya sama dengan 35\frac{3}{5} kecepatan maksimumnya?

A

0,2AA cm

B

0,4AA cm

C

0,6AA cm

D

0,7AA cm

E

0,8AA cm

Pembahasan:

Diketahui:

Amplitudo = AA

Kecepatan  v = 35vmaksv\ =\ \frac{3}{5}v_{\text{maks}}

Ditanya:

yy saat v = 35vmaksv\ =\ \frac{3}{5}v_{\text{maks}} ?

Jawab:

Gerak harmonik sederhana merupakan gerak yang terjadi secara periodik (berulang pada suatu siklus). Disebut sederhana karena gerakan terjadi berulang-ulang tanpa berhenti (tidak ada peredaman). Bentuk dari gerak harmonik sederhana dapat dimodelkan dalam persamaan gerak harmonik sederhana:

y=Asin(ωt)y=A\sin\left(\omega t\right)

Apabila diturunkan satu kali, maka akan didapatkan persamaan kecepatan gerak harmonik sederhana:

v=Aωcos(ωt)v=A\omega\cos\left(\omega t\right)

Pertama-tama, cari terlebih dahulu berapa besar sudut yang dibentuk saat v = 35vmaksv\ =\ \frac{3}{5}v_{\text{maks}}

v=Aωcos(ωt)v=A\omega\cos\left(\omega t\right)

35vmaks=Aωcos(ωt)\frac{3}{5}v_{\text{maks}}=A\omega\cos\left(\omega t\right)

35Aω=Aωcos(ωt)\frac{3}{5}A\omega=A\omega\cos\left(\omega t\right)

cos(ωt)=35\cos\left(\omega t\right)=\frac{3}{5}

ωt=arccos(35)=53°\omega t=\arccos\left(\frac{3}{5}\right)=53\degree

Lalu, cari simpangan yang dibentuk oleh sudut tersebut

y=Asin(ωt)y=A\sin\left(\omega t\right)

=Asin(53°)=A\sin\left(53\degree\right)

=0,8A=0,8A cm

Jadi, jawaban yang benar adalah 0,8AA cm.