Tes Kognitif Gerak Harmonik

Benda dikatakan melakukan gerak harmonik sederhana jika memenuhi syarat tertentu. Di bawah ini yang bukan merupakan ciri-ciri gerak harmonik sederhana adalah:

• Gerak bolak-balik melalui titik kesetimbangan

• Memiliki percepatan yang sebanding dan berlawanan arah dengan simpangan

• Lintasan berbentuk lingkaran

• Memiliki periode dan frekuensi tertentu

• Energi mekanik sistem tetap selama tidak ada gaya luar

Pernyataan yang benar mengenai gerak harmonik sederhana adalah:

• 1 dan 2 saja

• 1, 2, dan 4 saja

• 1 dan 3 saja

• 2, 3, dan 4 saja

• Semua pernyataan benar

Sebuah benda digantung pada pegas dan bergerak secara harmonik. Ketika benda ditarik sejauh x dari posisi setimbang, timbul gaya pemulih F yang arahnya menuju titik setimbang. Pernyataan yang tepat untuk menjelaskan hubungan antara gaya pemulih dan simpangan adalah:

• Gaya pemulih selalu searah dengan simpangan

• Gaya pemulih konstan selama benda bergerak

• Gaya pemulih berbanding lurus dengan kuadrat simpangan

• Gaya pemulih berbanding terbalik dengan simpangan

• Gaya pemulih berbanding lurus dan berlawanan arah dengan simpangan

Sebuah bandul sederhana bergetar dengan panjang tali 1 meter. Jika panjang tali dipendekkan menjadi 0,25 meter, maka perubahan yang terjadi pada frekuensi getar bandul adalah:

• Frekuensi menjadi dua kali lebih kecil

• Frekuensi menjadi dua kali lebih besar

• Frekuensi tetap sama karena massa tidak berubah

• Frekuensi menjadi setengah dari sebelumnya

• Frekuensi menjadi empat kali lebih besar

Sebuah benda bermassa 0,5 kg digantung pada pegas dengan konstanta gaya k = 200 N/m. Benda kemudian ditarik dan dilepaskan hingga bergetar secara harmonik. Periode getaran yang dialami benda tersebut adalah:

• 0,10 sekon

• 0,20 sekon

• 0,31 sekon

• 0,44 sekon

• 0,70 sekon

Sebuah benda melakukan gerak harmonik sederhana dengan amplitudo 0,1 m dan massa 2 kg. Jika frekuensi getarannya 1 Hz, maka energi kinetik maksimum benda tersebut adalah:

• 0,39 J

• 1,97 J

• 3,95 J

• 6,28 J

• 12,56 J

Sebuah benda bermassa 1 kg bergetar secara harmonik dengan amplitudo 0,2 m dan frekuensi 2 Hz. Saat simpangan benda berada di 0,1 m dari titik setimbang, berapakah besar energi kinetik yang dimiliki benda tersebut?

• 0,79 J

• 1,58 J

• 2,37 J

• 3,16 J

• 4,74 J

Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut: Kecepatan benda bernilai nol saat berada di titik setimbang Percepatan maksimum terjadi saat simpangan maksimum Energi kinetik benda selalu maksimum saat percepatan maksimum Kecepatan maksimum terjadi saat benda melewati titik setimbang Pernyataan yang benar adalah:

• 1 dan 2 saja

• 1, 2, dan 3 saja

• 2 dan 4 saja

• 2, 3, dan 4 saja

• Semua pernyataan benar

Seorang teknisi ingin merancang suspensi kendaraan agar mampu meredam getaran dengan frekuensi sekecil mungkin, sehingga penumpang tetap merasa nyaman saat kendaraan melewati jalan bergelombang. Ia mempertimbangkan lima kombinasi sistem sebagai berikut: Sistem A: massa 200 kg, pegas 20.000 N/m Sistem B: massa 300 kg, pegas 15.000 N/m Sistem C: massa 250 kg, pegas 25.000 N/m Sistem D: massa 200 kg, pegas 10.000 N/m Sistem E: massa 300 kg, pegas 30.000 N/m Berdasarkan data tersebut, sistem manakah yang paling tepat dipilih agar frekuensi getaran yang terjadi paling kecil?

• Sistem A

• Sistem B

• Sistem C

• Sistem D

• Sistem E

Seorang peneliti ingin merancang sebuah sistem bandul untuk eksperimen di laboratorium fisika. Ia ingin agar bandul ini memiliki periode ayunan yang dapat diatur dengan mudah. Bandul tersebut akan digunakan untuk mengukur percepatan gravitasi di berbagai tempat dengan mengatur panjang tali dan massa bandul. Anda diminta untuk merancang panjang tali dan massa bandul yang akan menghasilkan periode ayunan sekitar 2 detik. Rumus periode bandul sederhana adalah T=2πLg . Di mana: T adalah periode ayunan L adalah panjang tali g adalah percepatan gravitasi (asumsikan g = 9,8 m/s2) Pilih kombinasi panjang tali L yang sesuai untuk periode 2 detik:

• Panjang tali 0,5 m

• Panjang tali 1 m

• Panjang tali 2 m

• Panjang tali 4 m

• Panjang tali 9 m