Bab 8: Gerak dalam Getaran Harmonik

Jawaban Benar: C. Karet gelang Pembahasan: Karet gelang memiliki sifat elastis karena dapat ditarik panjang lalu kembali ke bentuk semula setelah dilepaskan. Sementara itu, benda seperti gelas kaca, pensil kayu, atau batu bata bersifat plastis atau getas. Inilah sebabnya karet sering digunakan untuk mengikat sesuatu.

Jawaban Benar: B. Karet kehilangan batas elastisitasnya akibat kelelahan bahan Pembahasan: Jika karet sering digunakan, sifat elastisnya akan berkurang karena struktur molekulnya mengalami kelelahan bahan. Akibatnya, karet tidak bisa kembali ke bentuk semula meski gaya dilepas. Hal ini menunjukkan bahwa batas elastisitasnya telah menurun hingga karet cenderung bersifat plastis

Jawaban Benar: C. 10 N Pembahasan: Gunakan rumus hukum Hooke: $F=k\cdot \Delta x=200\cdot 0,05=10\text{N}$ Jadi gaya yang bekerja sebesar 10 N.

Jawaban Benar: C. $4\times 10^5\text{N/m}$ Pembahasan: Rumus: $k=\frac{EA}{L_0}=\frac{(2\times 10^{11})(2\times 10^{-6})}{2}$ $k=\frac{4\times 10^5}{2}=4\times 10^5\text{N/m}$

Jawaban Benar: B. $2\times 10^5\text{N/m}$ Pembahasan: Konstanta pegas ekuivalen batang/kawat lurus: $k=\frac{EA}{L_0}$ Dengan $E=2\times 10^{11}{\text{N/m}}^2$, A=2\times10^{-6}\ \text{m}^2$, $L_0=2\ \text{m}: $k=\frac{(2\times 10^{11})(2\times 10^{-6})}{2}=\frac{4\times 10^5}{2}=2\times 10^5\text{N/m}$

Jawaban Benar: B. $2\times 10^5\text{N/m}$ Pembahasan: Konstanta pegas ekuivalen batang/kawat lurus: $k=\frac{EA}{L_0}$ Dengan $E=2\times 10^{11}{\text{N/m}}^2$, $A=2\times 10^{-6}{\text{m}}^2$, $L_0=2\text{m}$: $k=\frac{(2\times 10^{11})(2\times 10^{-6})}{2}=\frac{4\times 10^5}{2}=2\times 10^5\text{N/m}$

Jawaban Benar: D. 200 N/m Pembahasan: Rumus susunan seri: $\frac{1}{k_s}=\frac{1}{k_1}+\frac{1}{k_2}=\frac{1}{300}+\frac{1}{600}$ $\frac{1}{k_s}=\frac{2+1}{600}=\frac{3}{600}=\frac{1}{200}$ $k_s=200\text{N/m}$ Dengan demikian sistem pegas ekuivalen memiliki konstanta 200 N/m.

Jawaban Benar: B. Perbandingan antara tegangan dan regangan Pembahasan: Modulus elastisitas adalah besaran yang menyatakan ukuran kekakuan suatu bahan. Nilainya diperoleh dari perbandingan tegangan ($\sigma$) terhadap regangan ($e$). Semakin besar modulus elastisitas, semakin sulit bahan tersebut untuk berubah bentuk.

Jawaban Benar: C. Karena setiap bahan memiliki batas elastisitas Pembahasan: Hukum Hooke berlaku hanya ketika gaya yang diberikan belum melampaui batas elastisitas suatu bahan. Jika gaya lebih besar, bahan tidak dapat kembali ke bentuk semula. Pada kondisi ini, benda menjadi plastis dan hukum Hooke tidak berlaku lagi.

Jawaban Benar: D. Karena konstanta pegas pengganti lebih kecil Pembahasan: Pada susunan seri, konstanta pegas ekuivalen dihitung dengan $\frac{1}{k_s}=\frac{1}{k_1}+\frac{1}{k_2}$, sehingga $k_s$ lebih kecil daripada salah satu pegas tunggal. Konstanta yang lebih kecil berarti sistem lebih mudah diregangkan dengan gaya yang sama. Inilah alasan pegas seri terasa lebih "lunak" dibanding susunan paralel.

Jawaban Benar: B. Seluruhnya energi potensial pegas Pembahasan: Pada simpangan maksimum, benda berhenti sesaat sebelum berbalik arah, sehingga kecepatan = 0 dan energi kinetik = 0. Seluruh energi mekanik disimpan dalam bentuk energi potensial pegas. Energi kinetik akan maksimum ketika benda berada di titik keseimbangan, di mana energi potensialnya minimum.