Contoh soal rumus konstanta pegas dan penyelesaiannya

rumus konstanta pegas 2023 brilio.net

foto: freepik.com

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:

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