Soal Pembahasan Pegas Hukum Hooke

Berikut saya sajikan contoh-contoh Soal yang dilengkapi Pembahasan yang berkaitan dengan Pegas dan Hukum Hooke.

Konstanta pegas dari suatu pistol mainan anak-anak adalah 100 N/m. sebelum ditembakan dengan arah vertikal ke atas, peluru 10 gram mampu menekan pegas 20 cm. ketinggian maksimum yang dicapai peluru setelah ditembakan adalah ….

a. 10 m

b. 20 m

c. 40 m

d. 60 m

e. 80 m

Jawaban : B

Bahasan :

Hukum Kekalan Energi

pegas1

Terdapat empat buah pegas identik. Dua buah pegas pertama dihubungkan secara seri dan dua buah pegas yang kedua dihubungkan secara paralel. Jika masing-masing sistem pegas diberikan beban yang sama besar dan dibiarkan bergetar, maka perbandingan frekuensi getar dua pegas pertama dan dua pegas kedua adalah …. [adsense1]

a. 4 : 1

b. 2 : 1

c. 1 : 2

d. 1 : 4

e. 1 : 1

Jawaban : C

Bahasan :

pegas2

 

Sebuah benda yang massanya 0,150 kg bergerak harmonik sederhana pada sebuah ujung pegas yang memiliki konstanta pegas 200 N/m. Ketika benda berada 0,01 m dari posisi setimbangnya, kelajuan benda menjadi 0,2 m/s. Energi total benda ketika posisinya 0,005 m dari posisi setimbangnya adalah ….

a. 0,003 J

b. 0,013 J

c. 0,030 J

d. 0,053 J

e. 0,073 J

Jawaban : B

Bahasan :         m = 0,15 kg

k = 200 N/m

y = 0,01 m

v = 0,2 0,2 m/s

Etotal     = Ep + Ek

= ½ ky2 + ½ mv2

= ½ . 200 . (0,01)2 + ½ . 0,15 . (0,2)2

= 0,013 Joule

Suatu gaya dikenakan pada sebuah pegas sehingga setiap penambahan gaya sebesar 10 N terjadi penambahan pegas sebesar 20 cm. Setelah dibebaskan dari gaya, salah satu ujung pegas digantung pada paku di dinding dan ujung yang lain digantungi benda bermassa 0,5 kg. Saat benda ditarik sejauh 15 cm dan dilepaskan, benda akan mengalami gerak osilasi kecil. Periode osilasi benda sekitar ….

a. 0,3 s

b. 0,6 s

c. 0,9 s

d. 1,2 s

e. 1,5 s

Jawaban : B

Bahasan :

pegas3

Peluru dengan massa 50 gram ditembakan ke arah balok bermassa 0,95 kg, yang terletak pada bidang datar licin dihubungkan dengan pegas, seperti pada gambar berikut, Hal itu menyebabkan pegas tertekan 20 cm. Perhitungan menunjukan bahwa gaya 1 N dapat menyebabkan pegas tertekan 1 cm. besar kecepatan mula-mula peluru adalah ….

pegas4

a. 10 m/s

b. 20 m/s

c. 30 m/s

d 40 m/s

e. 50 m/s

Jawaban : D

Bahasan :         mp = 50 gr = 0,05 kg

mB = 0,95 kg

x   = 20 cm = 0,2 m

pegas5

Gambar berikut adalah grafik hubungan T² terhadap m dari percobaan T² terhadap m dari percobaan getaran pegas. T = periode getaran;     m = massa beban. Dua pegas masing-masing identik dengan pegas percobaan, disusun seri. Tetapan susunan pegas adalah ……..

Picture3

A . 20 π² N/m

B . 40 π   N/m

C . 20 π N/m

D . 40   N/m

E . 20   N/m

 

Picture4

 

Sepotong pegas yang digantung dan diberi beban 0,1 kg, ternyata mengalami pertambahan panjang sebesar 2 cm. Jika percepatan gravitasi bumi 10 m/s², maka nilai konstanta pegas tersebut adalah …….

A . 10 N/m

B . 15 N/m

C . 20 N/m

D . 45 N/m

E . 50 N/m

pegas2

F=k.Δx

k=1/0,02 = 50N/m

 

Sebuah pegas bila diberi gaya 50 N dapat bertambah panjang 4 cm. Besar energi potensial pegas ketika diberi beban 125 N adalah ……..

A . 6,25 J

B . 7,25 J

C . 8,25 J

D . 9,251

E . 10,25 J

Jawab:

Kunci : A

Diketahui :

F1 = 50 N x 1 = 4 cm = 0,04 m

F2 = 125 N

Pada pegas berlaku perbandingan gaya sama dengan perbandingan pertambahan panjang.

F1 : F 2 = x 1 : x 2

50 : 125 = 0,04 : x 2

x 2 = 0,1 m

Untuk pegas : F = k . Δx

Energi potensial pegas (Ep) = ½ k . x²

Ep = ½ F . x

Jadi : Ep2 = ½ F2 . x2

=1/2.125 . 0,1 = 6,25 J

 

Grafik di bawah adalah grafik yang menyatakan hubungan antara gaya (F) dengan pertambahan panjang ( L) dari suatu pegas P, Q, R, S, dan T.

pegas5

Dari grafik, yang memiliki konstanta pegas terkecil adalah pegas ……..

A . P

B . Q

C . R

D . S

E . T

Kunci : E

Hubungan antara F dan L :

F = k L

k = F/L

Untuk mendapatkan nilai k terkecil maka F nya juga terkecil, jadi yang memiliki konstanta terkecil adalah pegas T.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *