Contoh Soal Gerak Harmonik Sederhana Kelas 10

Contoh Soal Gerak Harmonik Sederhana untuk Kelas 10

Gerak Harmonik Sederhana adalah salah satu topik yang diajarkan dalam pelajaran fisika di kelas 10. Konsep ini melibatkan gerakan yang berulang dengan amplitudo tetap dan frekuensi yang konstan. Berikut ini adalah contoh soal gerak harmonik sederhana yang dapat membantu siswa memahami konsep ini dengan lebih baik:

1. Sebuah pegas digantungkan pada dinding. Ketika sebuah benda dengan massa 0,2 kg digantungkan pada pegas tersebut, pegas tersebut memanjang sejauh 10 cm. Jika diketahui bahwa konstanta pegasnya adalah 20 N/m, hitunglah periode dan frekuensi gerak harmonik sederhana pada sistem ini.

2. Sebuah benda bergerak dengan gerak harmonik sederhana pada sumbu x. Persamaan posisinya adalah x(t) = 5 cos(3t), di mana x diukur dalam meter dan t diukur dalam detik. Tentukan amplitudo, periode, dan frekuensi gerakan benda tersebut.

3. Sebuah benda dengan massa 0,5 kg tergantung pada sebuah pegas. Pada posisi kesetimbangan, pegas tersebut memanjang sejauh 15 cm. Benda ditarik ke bawah sejauh 10 cm dari posisi kesetimbangan dan dilepaskan. Tentukan frekuensi gerak harmonik sederhana pada sistem ini.

4. Sebuah partikel bergerak dengan gerak harmonik sederhana. Maksimum percepatannya adalah 20 m/s² dan periode geraknya adalah 2 detik. Tentukan amplitudo dan frekuensi gerakan partikel tersebut.

5. Sebuah benda bergerak dengan gerak harmonik sederhana. Persamaan posisinya adalah x(t) = 0,1 cos(4t + π/6), dengan x diukur dalam meter dan t diukur dalam detik. Tentukan amplitudo, periode, dan frekuensi gerakan benda tersebut.

Dalam menjawab soal-soal di atas, siswa perlu memahami rumus-rumus yang terkait dengan gerak harmonik sederhana. Rumus-rumus tersebut meliputi:
– Periode (T) = 2π√(m/k), di mana m adalah massa benda dan k adalah konstanta pegas.
– Frekuensi (f) = 1/T
– Amplitudo (A) adalah maksimum jarak dari posisi kesetimbangan.

siswa juga perlu mengingat bahwa gerak harmonik sederhana dapat digambarkan oleh fungsi trigonometri seperti cosinus atau sinus, dengan amplitudo menentukan tinggi rendahnya gerakan.

Dalam menyelesaikan soal-soal tersebut, siswa perlu menggantikan nilai-nilai yang diketahui ke dalam rumus yang relevan dan menghitung jawabannya dengan benar.

Latihan soal seperti di atas akan membantu siswa memperkuat pemahaman mereka tentang konsep gerak harmonik sederhana. mereka akan terbiasa dengan penggunaan rumus-rumus terkait dan dapat mengaplikasikannya pada situasi nyata.