Apakah kamu sedang belajar tentang elastisitas bahan? Salah satu konsep yang harus kamu kuasai adalah tentang bagaimana suatu benda dapat berubah bentuk ketika diberikan gaya. Nah, untuk membantumu memahami konsep tersebut, berikut adalah kumpulan soal-soal elastisitas bahan beserta kunci jawaban.
Soal 1:
Jika suatu benda diberikan gaya sebesar 20 N, dan mengalami perubahan panjang sebesar 0,1 m, berapa besar konstanta pegas (k) dari benda tersebut?
Jawaban:
k = F/x
k = 20 N/0,1 m
k = 200 N/m
Penjelasan: Konstanta pegas (k) adalah ukuran dari kekakuan suatu benda dalam mengalami deformasi atau berubah bentuk ketika diberikan gaya. Dalam rumus k = F/x, F adalah gaya yang diberikan dan x adalah perubahan panjang yang terjadi pada benda tersebut.
Soal 2:
Jika suatu benda dengan massa 2 kg digantungkan pada sebuah pegas dengan konstanta pegas 100 N/m, berapa besar perubahan panjang yang terjadi pada pegas jika benda tersebut digantungkan pada pegas tersebut?
Jawaban:
F = m.g
F = 2 kg x 9,8 m/s2
F = 19,6 N
x = F/k
x = 19,6 N / 100 N/m
x = 0,196 m
Penjelasan: Pada soal ini, kita diminta untuk mencari besar perubahan panjang (x) pada pegas jika suatu benda dengan massa 2 kg digantungkan pada pegas dengan konstanta pegas 100 N/m. Untuk mencari x, kita perlu mengetahui besarnya gaya yang bekerja pada pegas, yaitu massa benda (m) dikalikan dengan percepatan gravitasi (g). Setelah itu, kita gunakan rumus x = F/k, dimana F adalah gaya dan k adalah konstanta pegas.
Soal 3:
Sebuah pegas dengan konstanta pegas 500 N/m ditarik sejauh 0,2 m. Berapa besar gaya yang diberikan pada pegas tersebut?
Jawaban:
F = k.x
F = 500 N/m x 0,2 m
F = 100 N
Penjelasan: Pada soal ini, kita diminta untuk mencari besar gaya (F) yang diberikan pada pegas jika pegas tersebut ditarik sejauh 0,2 m. Kita gunakan rumus k = F/x, kemudian kita ganti menjadi F = k.x, sehingga kita dapat mencari F hanya dengan memasukkan nilai konstanta pegas (k) dan perubahan panjang (x).
Soal 4:
Jika suatu benda dengan massa 0,5 kg digantungkan pada sebuah pegas dengan konstanta pegas 200 N/m, berapa besar periode ayunan pada benda tersebut?
Jawaban:
T = 2π√(m/k)
T = 2π√(0,5 kg / 200 N/m)
T = 0,70 s
Penjelasan: Pada soal ini, kita diminta untuk mencari periode ayunan (T) pada benda yang digantungkan pada sebuah pegas dengan konstanta pegas (k) dan massa (m). Untuk mencari T, kita gunakan rumus T = 2π√(m/k).
Soal 5:
Jika suatu benda dengan massa 1 kg digantungkan pada sebuah pegas dengan konstanta pegas 400 N/m, berapa besar energi potensial elastis pada pegas tersebut?
Jawaban:
Ep = 1/2.k.x2
Ep = 1/2 x 400 N/m x (0,2 m)2
Ep = 8 J
Penjelasan: Pada soal ini, kita diminta untuk mencari energi potensial elastis (Ep) pada pegas yang memiliki konstanta pegas (k) dan perubahan panjang (x) akibat adanya benda yang digantungkan. Untuk mencari Ep, kita gunakan rumus Ep = 1/2.k.x2.
Soal 6:
Jika suatu benda dengan massa 0,3 kg digantungkan pada sebuah pegas dengan konstanta pegas 100 N/m, berapa besar amplitudo pada benda tersebut?
Jawaban:
A = x
A = m.g / k
A = 0,3 kg x 9,8 m/s2 / 100 N/m
A = 0,0294 m
Penjelasan: Pada soal ini, kita diminta untuk mencari amplitudo (A) pada suatu benda yang digantungkan pada sebuah pegas dengan konstanta pegas (k) dan massa (m). Untuk mencari A, kita gunakan rumus A = x, dimana x adalah perubahan panjang maksimum yang terjadi pada benda ketika bergetar. Selain itu, kita juga dapat menggunakan rumus A = m.g/k.
Soal 7:
Jika suatu benda dengan massa 0,4 kg digantungkan pada sebuah pegas dengan konstanta pegas 300 N/m, berapa besar frekuensi ayunan pada benda tersebut?
Jawaban:
f = 1/2π√(k/m)
f = 1/2π√(300 N/m / 0,4 kg)
f = 3,18 Hz
Penjelasan: Pada soal ini, kita diminta untuk mencari frekuensi ayunan (f) pada suatu benda yang digantungkan pada sebuah pegas dengan konstanta pegas (k) dan massa (m). Untuk mencari f, kita gunakan rumus f = 1/2π√(k/m).
Soal 8:
Jika suatu pegas dengan konstanta pegas 500 N/m dan panjangnya 0,5 m digantungkan pada sebuah benda dengan massa 1 kg, berapa besar periode ayunan pada benda tersebut?
Jawaban:
T = 2π√(m/k)
T = 2π√(1 kg / 500 N/m)
T = 0,089 s
Penjelasan: Pada soal ini, kita diminta untuk mencari periode ayunan (T) pada suatu benda yang digantungkan pada sebuah pegas dengan konstanta pegas (k) dan massa (m). Untuk mencari T, kita gunakan rumus T = 2π√(m/k).
Soal 9:
Jika suatu benda dengan massa 0,2 kg digantungkan pada sebuah pegas dengan konstanta pegas 200 N/m, berapa besar energi kinetik maksimum pada benda tersebut?
Jawaban:
Ek = 1/2.m.v2
v = A.2πf
Ek = 1/2.m.A2.(2πf)2
Ek = 1/2 x 0,2 kg x (0,0294 m)2 x (2π x 3,18 Hz)2
Ek = 0,01 J
Penjelasan: Pada soal ini, kita diminta untuk mencari energi kinetik maksimum (Ek) pada suatu benda yang digantungkan pada sebuah pegas dengan konstanta p