Latihan Fisika Kelas X Periode Gerak Harmonik Sederhana (GHS)
#
10
Pilgan
Perhatikan gambar berikut.
Pegas 1 (k1=2 N/m), pegas 2 (k2=8 N/m), dan pegas 3 (k3=8 N/m) disusun secara seri-paralel seperti pada gambar. Susunan pegas tersebut kemudian diberi beban bermassa 1 kg lalu ditarik dan dilepaskan, sehingga bergetar secara harmonik. Jika g = 10 m/s2, maka besar frekuensi getaran sistem pegas tersebut adalah ... Hz
A
3π1
B
3π2
C
π1
D
32π
E
23π
Pembahasan:
Diketahui:
Gambar rangkaian sistem pegas.
Konstanta pegas 1 k1=2 N/m
Konstanta pegas 2 k2=8 N/m
Konstanta pegas 3 k3=8 N/m
Massa beban rangkaian pegas m = 1 kg
Percepatan gravitasi g = 10 m/s2
Ditanya:
Frekuensi pegas f=?
Jawab:
Frekuensi merupakan banyaknya getaran yang terjadi setiap satuan waktu. Pada pegas, besarnya frekuensi dapat dicari melalui persamaan berikut.
f=2π1mk
Dimana k merupakan konstanta pegas dan m merupakan massa beban. Pada kasus ini, konstanta pegas yang digunakan merupakan konstanta pegas total dari rangkaian.
Mula-mula menghitung konstanta pegas pengganti dari pegas 2 dan 3 yang disusun paralel sebagai berikut.
kp=k2+k3
kp=8+8
kp=16 N/m
Selanjutnya menghitung konstanta pegas total dari pegas pengganti paralel dan pegas 1 yang disusun seri sebagai berikut.
ks1=ktotal1=k11+kp1
ktotal1=21+161
ktotal1=168+1
ktotal1=169
ktotal=916
Sehingga, frekuensi getaran sistem pegas dapat dihitung sebagai berikut.
f=2π1mk
f=2π11(916)
f=2π1(916)
f=2π1(34)
f=3π2
f=3π2 Hz
Jadi, besar frekuensi getaran sistem pegas tersebut adalah 3π2Hz.