Periode dan frekuensi getaran SBMPTN, pembahasan contoh soal

Nomor 1
Empat buah pegas memiliki konstanta sama. Kemudian dua pegas dihubungkan secara seri dan disebut pegas A, sementara dua pegas yang lain dihubungkan parallel dan disebut pegas B. Jika keduanya diberi beban yang sama maka perbandingan frekuensi getaran A dan B adalah…
A. 1 : 4
B. 1 : 2
C. 1 : √2
D. 2 : 1
E. 4 : 1

Pembahasan

Jawaban: B

Nomor 2
Suatu gaya dikenakan pada sebuah pegas sehingga setiap penambahan gaya sebesar 10 N terjadi penambahan panjang pegas sebesar 20 cm. Setelah dibebaskan dari gaya, salah satu ujung pegas digantungkan pada paku di dinding dan ujung 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

Pembahasan
Hitung terlebih dahulu konstanta pegas
F = k x
k = F / x = 10 / 20 . 10^-2 = 50 N/m
Periode getaran pegas

Jawaban: B

Nomor 3
Pegas A dan B dengan tetapan gaya k sama, masing-masing diberi beban bermassa M sehingga berosilasi dengan periode sama sebesar T = 16 s. Apabila kemudian pegas A dihubungkan secara seri dengan pegas B dan kedua beban digabungkan, periode osilasi susunan pegas yang baru adalah…
A. 32 s
B. 16 s
C. 8 s
D. 4 s
E. 2 s

Pembahasan


Nomor 4
Sebuah bandul digantung dengan tali yang panjangnya 169 cm. Saat dilepas dengan simpangan tertentu, bandul akan berayun dengan periode T1. Apabila tali bandul dipotong 25 cm, periode ayunan bandul menjadi T2. Selisih T1 dan T2 adalah…
A. 0,05 s
B. 0,1 s
C. 0,2 s
D. 0,3 s
E. 0,4 s

Pembahasan


Nomor 5
Sebuah jam bandul yang biasanya dipergunakan dibumi dibawa ke sebuah planet yang gaya gravitasinya ¼ gaya gravitasi bumi. Astronot mencatat periode jam bandul di planet tersebut adalah 2 jam. Periode jam bandul tersebut saat dibumi adalah…
A. 0,5 jam
B. 1 jam
C. 2 jam
D. 4 jam
E. 4,5 jam

Pembahasan


Nomor 6
Sebuah bandul sederhana tergantung pada atap sebuah elevator. Ketika elevator dalam keadaan diam, frekuensi getaran bandul adalah f. Pernyataan yang benar mengenai bandul sederhana tersebut adalah…

1. Jika elevator sedang bergerak ke atas dengan percepatan tetap maka frekuensi getaran bandul > f.
2. jika elevator sedang bergerak ke atas dengan kecepatan tetap maka frekuensi getaran bandul = f.
3. Jika elevator sedang bergerak ke bawah dengan percepatan tetap maka frekuensi getaran bandul < f.
4. Jika tali elevator terputus dan elevator jatuh bebas maka frekuensi getaran bandul = f.

Pembahasan

1. Jika elevator bergerak ke atas dengan percepatan a maka bandul akan mendapat tambahan percepatan sebesar a sehingga percepatannya semakin besar. Jika percepatan besar maka frekuensi besar (f sebanding √g) (benar)
2. Jika elevator bergerak ke atas dengan kecepatan tetap maka tidak ada pertambahan percepatan sehingga frekuensi tetap (benar)
3. Jika elevator bergerak kebawah maka percepatan bandul berkurang sebesar (g - a) sehingga frekuensipun berkurang (benar)
4. Jika tali elevator terputus dan elevator jatuh bebas maka percepatan elevator a = g sehingga percepatan bandul (a - g = g - g = 0), sehingga bandul tidak berayun. (salah)

Jawaban: 1, 2, dan 3

Nomor 7
Sebuah ayunan sederhana dibawa oleh seorang yang berdiri pada sebuah tangga berjalan yang memiliki kemiringan 30o terhadap bidang datar. Saat tangga dalam keadaan diam, ayunan memiliki periode 2 s. Jika tangga kemudian mulai berjalan dengan percepatan ke atas searah kemiringan tangga sebesar 2 m/s, maka periode ayunan sebesar…
A. 1,64 s
B. 1,89 s
C. 2 s
D. 2,11 s
E. 2,36 s

Pembahasan
menyusul