Contoh soal rumus konstanta pegas dan penyelesaiannya
foto: freepik.com
BACA JUGA :
Rumus GLBB dalam fisika, pahami pengertian, contoh soal dan trik mudah mengerjakannya
1. Sebuah pegas memiliki panjang 10 cm. Jika pegas diberi gaya sebesar 20 N, panjangnya menjadi 12 cm. Berapakah konstanta pegasnya?
Jawaban:
Untuk menghitung konstanta pegas, gunakan rumus konstanta pegas berikut:
BACA JUGA :
Rumus torsi, beserta pengertian, cara menghitung, dan contoh soal
k = F / x
Perubahan panjang pegas: x = 12 10 = 2 cm = 0,02 m
Konstanta pegas: k = F / x = 20 / 0,02 = 1000 N/m
2. Sebuah pegas memiliki konstanta pegas 500 N/m. Jika pegas diregangkan sejauh 5 cm dari posisi setimbangnya, berapakah gaya yang bekerja pada pegas?
Jawaban:
Perubahan panjang pegas: x = 5 cm = 0,05 m
Gaya pada pegas: F = kx = 500 0,05 = 25 N
3. Sebuah benda bermassa 100 g digantungkan pada ujung sebuah pegas. Jika benda tersebut menyebabkan pegas meregang sejauh 4 cm, berapakah konstanta pegasnya?
Jawaban:
Rumus konstanta pegas:
k = F / x
Massa benda: m = 100 g = 0,1 kg
Percepatan gravitasi: g = 9,8 m/s^2
Gaya berat benda: F = mg = 0,1 9,8 = 0,98 N
Perubahan panjang pegas: x = 4 cm = 0,04 m
Konstanta pegas: k = F / x = 0,98 / 0,04 = 24,5 N/m
4. Sebuah benda bermassa 200 g digantungkan pada ujung sebuah pegas yang memiliki konstanta pegas 300 N/m. Jika benda tersebut ditarik ke bawah sejauh 3 cm dari posisi setimbangnya dan kemudian dilepaskan, berapakah frekuensi getaran benda tersebut?
Jawaban:
Massa benda: m = 200 g = 0,2 kg
Konstanta pegas: k = 300 N/m
Frekuensi getaran: f = 1/2 k/m = 2 300/0,2 3,87 Hz
5. Dua buah pegas A dan B memiliki konstanta pegas masing-masing 200 N/m dan 300 N/m. Jika kedua pegas tersebut disusun secara seri dan diberi gaya sebesar 100 N, berapakah perubahan panjang total kedua pegas tersebut?
Jawaban:
Rumus konstanta pegas setara untuk susunan seri:
1/ks = 1/kA + 1/kB
Konstanta pegas setara:
ks = kAkB / kA + kB = 200 300 / 200 + 300 = 120 N/m
Perubahan panjang total:
xs = F/ks = 100/120 0,83 m
6. Dua buah pegas A dan B memiliki konstanta pegas masing-masing 200 N/m dan 300 N/m. Jika kedua pegas tersebut disusun secara paralel dan diberi gaya sebesar 100 N, berapakah perubahan panjang total kedua pegas tersebut?
Jawaban:
Konstanta pegas setara untuk susunan paralel:
kp = kA + kB = 200 + 300 = 500 N/m
Perubahan panjang total:
xp = F/ kp = 100/500 = 0,2 m
7. Sebuah pegas memiliki konstanta pegas 300 N/m. Jika pegas ditekan sejauh 3 cm dari posisi setimbangnya, berapakah energi potensial elastis yang disimpan oleh pegas?
Jawaban:
Konstanta pegas:
k = 300 N/m
Perubahan panjang pegas:
x = 3 cm = 0,03 m
Energi potensial elastis:
Ep =1/2k(x) = 1/2 300 (0,03) = 0,135 J
8. Sebuah benda bermassa 50 g digantungkan pada ujung sebuah pegas yang memiliki konstanta pegas 200 N/m. Jika benda tersebut ditarik ke bawah sejauh 2 cm dari posisi setimbangnya dan kemudian dilepaskan, berapakah amplitudo getaran benda tersebut?
Jawaban:
Massa benda:
m = 50 g = 0,05 kg
Konstanta pegas:
k = 200 N/m
Perubahan panjang pegas:
x = 2 cm = 0,02 m
Amplitudo getaran:
A= x = 0,02 m
9. Dua buah pegas A dan B memiliki konstanta pegas masing-masing 100 N/m dan 200 N/m. Jika kedua pegas tersebut disusun secara seri dan diberi gaya sebesar 50 N, berapakah perubahan panjang masing-masing pegas?
Jawaban:
Konstanta pegas setara untuk susunan seri:
1/ks = 1/kA + 1/kB
Konstanta pegas setara:
ks = kAkB/kA + kB = 100 200/100 + 200 = 66,67 N/m
Perubahan panjang total:
xs = F/ks = 66,6750 0,75 m
Perubahan panjang masing-masing pegas:
xA = xB = xs/2 0,375 m
10. Sebuah benda bermassa 100 g digantungkan pada ujung sebuah pegas yang memiliki konstanta pegas 400 N/m. Jika benda tersebut digerakkan ke atas sejauh 5 cm dari posisi setimbangnya dan kemudian dilepaskan, berapakah kecepatan maksimum benda tersebut?
Jawaban:
Massa benda:
m = 100 g = 0,1 kg
Konstanta pegas:
k = 400 N/m
Amplitudo getaran:
A = 5 cm = 0,05 m
Kecepatan maksimum:
vmax = Ak/m = 0,05400/0,1 14,14 m/s