Latihan Soal dan pembahasan lengkap materi : Elastisitas (fisika kelas 11)

Elastisitas merupakan salah satu materi fisika yang dipelajari di kelas 11 semester 1, oleh karena itu disini saya mencoba untuk membuat latihan soal dan pembahasan lengkap tentang materi fisika elastisitas, bisa dijadikan latihan untuk para siswa agar lebih memahami materi elastisitas atau referensi oleh guru dalam membuat soal ulangan. Soal yang disajikan memiliki banyak tipe soal yang diambil dari soal-soal ujian masuk atau UN sehingga cocok untuk dibuat belajar menjelang ulangan harian atau akan mengikuti tes. Sebelum melanjutkan membaca latihan soal ini, ada baiknya membaca dulu konsep rahasia perbandingan karena itu merupakan salah satu konsep yang sangat berguna dalam menyelesaikan latihan soal tentang materi fisika elastisitas ini. Selamat menikmati


Soal pilihan ganda

Soal nomor 1
Sebuah batang elastis panjangnya 4 m dan luas penampangnya 1,5 cm². Ketika batang tersebut digantungi beban 330 kg, ternyata meregang 0,7 mm. Modulus Young bahan batang tersebut adalah .... Nm^-2
A. 1,25 x 10¹¹
B. 1,50 x 10¹¹
C. 3,30 x 10¹¹
D. 4,32 x 10¹¹
E. 5,25 x 10¹¹
Kunci jawaban: "A"

pembahasan soal nomor 1:

Berdasarkan soal dapa diketahui
ℓ₀ = 4 m
A = 1,5 m²
m = 330 kg
(w = m . g = 330 . 10 = 3300 N)
Δℓ = 0,7 mm = 7 x 10^-4m

Jurus Jitu
Perhatikan pilihan jawaban yang tersedia, semua memiliki pengali 10^-11 jadi sebenarnya pada soal ini kita diminta menghitung angkanya saja, bilangan 10 pangkatnya tidak usah termasuk koma-komanya, oleh karena itu kita bisa memasukkan angkanya saja pada persamaan
E = Fℓ/A Δℓ
E = 33 . 4 / 15 . 7 (ingat hanya masukkan angkanya)
E = 11 . 4 / 5 . 7
E = 44 / 35
E = 1,25
Karna hasil perhitungan angkanya 125, maka jawabannya adalah “A”

Soal nomor 2
Sebatang logam luas penampang 5 x 10^-3 m² digantung dan memberikan regangan 10^-3 . Apabila modulus elastisitas bahan logam 1,5 x 10¹³ N/m² , maka gaya tariknya adalah ....N
A. 3,0 x 10¹²
B. 3,0 x 10¹⁰
C. 7,5 x 10⁷
D. 7,5 x 10⁵
E. 7,5 x 10³
Kunci jawaban: "C"

pembahasan soal nomor 2:

Berdasarkan soal dapat diketahui
A = 5 x 10^-3 m²
ε = 10^-3
E = 1,5 x 10¹³ N/m²

Untuk menentukan gaya yang bekerja, kita dapat menggunakan
E = Fℓ/AΔℓ (dimana ℓ/Δℓ = 1/ε)
E = F/Aε
F = E Aε
F = 1,5 x 10¹³ . 5 x 10^-3 . 10^-3
F = 7,5 x 10⁷ N

Soal nomor 3
Terdapat dua kabel yang terbuat dari bahan yang sama dan memiliki panjang yang sama. diameter kabel kedua sama dengan dua kali diameter kabel pertama maka perbandingan pertambahan panjang kabel kabel kedua dengan kabel pertama ketika ditarik oleh gaya yang sama adalah ....
A. 1 : 1
B. 2 : 1
C. 1 : 2
D. 4 : 1
E. 1 : 4

Kunci jawaban: "E"

pembahasan soal nomor 3:

berdasarkan soal dapat diketahui
d₂ = 2d₁
Δℓ₂ : Δℓ₁ ... ?
Jurus jitu:
Perhatikan persamaan modulus young
E = Fℓ / AΔℓ (A = ¼ πd²)
E = Fℓ / ¼ πd² Δℓ
Berdasarkan persamaan di atas kita dapat mengetahui bahwa diameter berbanding terbalik dengan pertambahan panjang, sehingga kita dapat menuliskan persamaan perbandingannya sebagai berikut

Jadi perbandingan pertambahan panjang kabel kedua dengan kabel pertama adalah 1 : 4

Soal nomor 4
Dua kawat masing-masing terbuat dari logam P dan logam Q. Panjang L dan diameter d kedua kawat memenuhi hubungan L_P = 2L_Q dan d_P = 2d_Q. Jika kedua kawat ditarik dengan gaya yang sama besar, perbandingan pertambahan panjang kedua kawat adalah ΔL_P/ΔL_Q = 2. Perbandingan modulus Young (E) kedua kawat bernilai E_Q/E_P = ....
A. 1
B. 4
C. 2
D. ½
E. ¼
Kunci jawaban: "B"

pembahasan soal nomor 4:

Berdasarkan soal dapat diketahui
L_P = 2L_Q
d_P = 2d_Q
ΔL_P/ΔL_Q = 2
F_P = F_Q
Sama dengan soal nomor 4, berdasarkan persamaan modulus young dimana
E = Fℓ/AΔℓ (A=¼ πd²)
E = Fℓ/ (¼ πd²)Δℓ, kita dapat mengetahui bahwa
E sebanding dengan ℓ
E berbanding terbalik dengan d²
E berbanding terbalik dengan Δℓ
Maka kita dapat menuliskan persamaan perbandingannya sebagai berikut:

Jadi perbandingan antara E_Q : E_P = 4

Soal nomor 5
Perhatikan grafik hubungan tegangan dan regangan berikut ini

Grafik di atas menunjukkan hubungan antara tegangan dan regangan pada tiga buah benda yang berbeda yakni benda P, Q, dan R. Pernyataan di bawah ini yang benar berdasarkan grafik di atas adalah ....
A. benda P memiliki elastisitas paling besar
B. benda Q memiliki elastisitas paling besar
C. benda R memiliki elastisitas paling besar
D. benda Q memiliki elastisitas paling kecil
E. benda R memiliki elastisitas paling kecil
Kunci jawaban: "C"

pembahasan soal nomor 5:

Berdasarkan persamaan modulus young
E = σ/ε
Dimana :
σ : tegangan
ε : regangan
Grafik di atas merupakan grafik untuk persamaan linier dimana persamaan umum untuk grafik di atas adalah
y = mx
nilai m merupakan gradien grafik yang menunjukkan tingkat kemiringan suatu grafik, semakin besar gradiennya maka semakin miring bentuk grafiknya. Jika kita menyamakan bentuk persamaan modulus young dengan persamaan linier maka di dapatkan.
ε = (1/E) σ
jadi gradien grafik adalah
m = 1/E
gradien berbanding terbalik dengan modulus young, yang artinya semakin besar gradien (kemiringan) maka modulus youngnya akan semakin kecil sehingga benda semakin tidak elastis begitu pula sebaliknya semakin kecil gradien (kemiringan) maka modulus youngnya akan semakin besar, sehingga benda semakin elastis. Berdasarkan hal tersebut maka urutan benda dari yang elastisitasnya paling besar ke yang paling kecil berturut – turut adalah
E_R > E_Q > E_P

Soal nomor 6
Pada percobaan pegas, beban yang massanya berbeda-beda digantung pada ujung pegas kemudian diukur pertambahan panjang pegas. Data hasil percobaan tampak sebagai berikut:

Dari tabel di atas dapat disimpulkan bahwa ....
A. semakin besar beban, semakin kecil pertambahan panjang
B. semakin besar gaya, semakin besar pertambahan panjang
C. semakin besar gaya, semakin kecil pertambahan panjang
D. konstanta pegas berbanding lurus dengan pertambahan panjang
E. konstanta pegas berbanding terbalik dengan gaya
Kunci jawaban: "B"

pembahasan soal nomor 6:

Benda bermassa memiliki gaya berat yang sebanding dengan perubahan panjang sesuai dengan persamaan hukum Hooke
F = k Δx

Soal nomor 7
perhatikan gambar berikut

Dari grafik di atas hubungan pertambahan panjang pegas dengan gaya yang diberikan, maka konstanta pegas adalah ....
A. 50 N/m
B. 120 N/m
C. 200 N/m
D. 250 N/m
E. 300 N/m
Kunci jawaban: "C"

pembahasan soal nomor 7:

Untuk mengetahui konstanta pegas gunakan persamaan hukum hooke dengan memasukkan salah satu data dari grafik di atas (misal saya ambil data pertama dimana F = 4 N dan Δx = 2 cm = 2 x 10^-2m)
F = k Δx
4 = k . 2 x 10^-2
k = 200 N/m

Soal nomor 8
Perhatikan gambar berikut :

Jika susunan pegas di atas diberi beban bermassa 4 kg bertambah panjang 2 cm (g = 10m/s²), besar gaya yang diperlukan agar pertambahan panjang susunan pegas tersebut sebesar 4 cm adalah ....
A. 15 N
B. 25 N
C. 30 N
D. 60 N
E. 80 N
Kunci jawaban: "E"

pembahasan soal nomor 8:

Berdasarkan hukum hooke
F = k Δx
Kita dapat mengetahui bahwa gaya sebanding dengan pertambahan panjang, sehingga kita dapat menulis persamaan perbandingannya sebagai berikut

Jadi agar susunan pegas tersebut mengalami pertambahan panjang sebesar 4 cm haru diberikan gaya sebesar 80 N

Soal nomor 9
Perhatikan empat susunan rangkaian pegas identik berikut!

 

Konstanta tiap pegas k N.m^-1, maka urutan konstanta pengganti susunan pegas dari nilai yang besar ke kecil adalah ....
A. (4), (3), (2), dan (1)
B. (3), (2), (1), dan (4)
C. (2), (1), (4), dan (3)
D. (2), (3), (4), dan (1)
E. (1), (4), (3), dan (2)
Kunci jawaban: "E"

pembahasan soal nomor 9:

Urutan yang benar dari ketiga gambar adalah (1), (3), dan (2). Pilihan yang paling cocok adalah “E”

Soal nomor 10
Dua susunan pegas ditunjukkan seperti pada gambar dibawah:

 

Perbandingan pertambahan panjang susunan pegas (I) dan susunan pegas (II) adalah ....
A. 1 : 2
B. 2 : 1
C. 2 : 3
D. 3 : 4
E. 3 : 8
Kunci jawaban: "E"

pembahasan soal nomor 10:

Menentukan konstanta pegas pada susunan pegas I
Dua pegas atas dirangkai paralel (k_P)
k_P = k + k
k_P = 2k
kemudian dirangkai seri dengan pegas di bawahnya

 

Menentukan konstanta pegas pada susunan pegas II
Dua pegas dirangkai seri

Hubungan antara konstanta pegas dengan pertambahan panjang
Berdasarkan hukum hooke
F = k Δx
Berdasarkan persamaan di atas,
k sebanding dengan F
k berbanding terbalik dengan Δx
sehingga persamaan perbandingannya dapat ditulis sebagai berikut

jadi hasil Δx₁ : Δx₂ adalah 3 : 8

Soal nomor 11
Benda A yang memiliki massa 0,5 kg dan mula-mula diam meluncur 3 m pada papan licin yang membentuk sudut 30⁰ dengan bidang datar. Kemudian, benda A menumbuk pegas P yang salah satu ujungnya tertancap kuat pada ujung papan. Jika konstanta pegas 900 N/m, pemendekan maksimum pegas adalah ... (cm)
A. 4,9
B. 8,7
C. 10,6
D. 12,9
E. 18,7
Kunci jawaban: "D"

pembahasan soal nomor 11:

soal tersebut dapat diilustrasikan sebagai berikut

Berdasarkan gambar di atas, diketahui bahwa energi yang digunakan untuk menekan pegas adalah energi kinetik benda saat mulai menyentuh pegas. Berdasarkan hukum kekekalan energi mekanik besarnya energi kinetik benda ketika sampai di dasar sama dengan besarnya energi potensial benda saat di puncak, sehingga dapat ditulis persamaan matematis

EP_A = EP_Pegas
mgh = ½ k Δx²(h = 3 sin θ)
0,5 . 10 . 3 sin 300 = ½ . 900 Δx²
15 . ½ = ½ . 900 Δx²
15 = 900 Δx²
15/900 = Δx²
1/60 = Δx²
Δx = 0,129 m
Δx = 12,9 cm
Jadi pegas akan tertekan sejauh 12,9 m

Soal nomor 12
Sebuah beban bermassa 100 gram digantung pada sebuah pegas, kemudian digetarkan dan waktu tiap 10 getaran dicatat seperti pada tabel. (anggap π² = 10)

Dari data tersebut di atas, besar konstanta pegas yang digunakan adalah ....
A. 1,0 N.m^-1
B. 1,2 N.m^-1
C. 2,5 N.m^-1
D. 4,0 N.m^-1
E. 12,6 N.m^-1
Kunci jawaban: "D"

pembahasan soal nomor 12:

Tips
Ambil data percobaan yang menurut kamu paling mudah dalam perhitungan (saya pilih data ke 5)

Soal nomor 13
Sebuah bandul sederhana memiliki periode T dan panjang tali L. Supaya periodenya menjadi ½ T, perubahan panjang tali adalah ....
A. ¾ L
B. ½ L
C. ¼ L
D. 1/8 L
E. 1/16 L
Kunci jawaban: "C"

pembahasan soal nomor 13:

berdasarkan persamaan

Jadi agar periodenya menjadi ½ T maka panjang talinya harus di ubah menjadi ¼ L

Soal nomor 14
Untuk menarik suatu pegas agar bertambah panjang 0,25 m ditubuhkan gaya sebesar 18 N.
1) konstanta pegas adalah 72 N/m
2) panjang pegas menjadi 0,25 m
3) energi potensial pegas menjadi 2,25 J
4) usaha untuk menarik pegas tersebut adalah 4,5 J
Pernyataan yang benar adalah ....
A. 1), 2), 3), dan 4)
B. 1), 2), dan 3)
C. 1) dan 3)
D. 2) dan 4)
E. 4) saja
Kunci jawaban: "C"

pembahasan soal nomor 14:

Berdasarkan soal dapat diketahui
Δx = 0,25 m
F = 18 N

Tips :
Untuk mengerjakan soal tipe pernyataan seperti diatas, kita tidak harus membuktikan satu persatu atau mulai dari awal, kita bisa membuktikan pernyataan yang mana saja dulu yang menurut kamu paling mudah (bisa dibuktikan pernyataan benar atau salah) kemudian pilihan jawaban yang tersedia.

Berdasarkan hukum hooke
F = k Δx
18 = k 0,25
72 N/m = k (pilihan 1 benar)
Perhatikan jawaban A, B, dan C

Pernyataan 2 jelas salah, karena 0,25 m adalah pertambahan panjang bukan panjang akhir. (pilihan 2 salah)
Jadi jawabannya adalah C

Sebenarnya itu saja sudah cukup, tapi kita akan membuktikan semua pernyataan
EP = ½ F Δx
EP = ½ 18 . 0,25
EP = 2,25 J (pernyataan 3 benar)

Usaha untuk menarik pegas sama dengan energi potensialnya yaitu 2,25 J (pernyataan 4 salah)

Soal nomor 15
Sebuah pegas jika menggantung dalam keadaan normal panjangnya 20 cm. bila pada ujung bebas pegas digantung sebuah beban bermassa 50 gram, maka panjang pegas menjadi 25 cm. bila beban tersebut disimpangkan sejauh 4 cm, maka energi potensial elastik pegas adalah ....
A. 2 J
B. 0,4 J
C. 0,2 J
D. 0,016 J
E. 0,008 J
Kunci jawaban: "C"

pembahasan soal nomor 15:

Berdasarkan soal dapat diketahui
x = 20 cm
ketika diberi beban m = 50 g = 5 x 10^-2 kg
pertambahan panjang pegas Δx₁ = 25 – 20 = 5 cm = 5 x 10^-2 m
pertambahan panjang pegas ketika ditarik Δx₂ = 4 cm = 4 x 10^-2 m
menentukan terlebih dahulu konstanta pegas dengan persamaan
F = k . Δx
m . g = k . Δx
5 x 10^-2. 10 = k 5 x 10^-2
10 N/m = k
berdasarkan persamaan energi pegas
EP = ½ F Δx
EP = ½ 10 . 4 x 10^-2
EP = 0,2 J

Soal nomor 16
Pegas ideal sangat ringan (dengan massa diabaikan) pada titik tetap. ketika benda bermassa m dibebankan pada ujung bawah pegas memanjang sehingga benda memiliki energi potensial pegas sebesar V_m. Apabila beban tersebut diganti dengan benda bermassa M = 2m, maka energi potensial pegas benda kedua sebesar ....
A. V_M = 4V_m
B. V_M = 2V_m
C. V_M = V_m
D. V_M = ½ V_m
E. V_M = ¼ V_m
Kunci jawaban: "B"

pembahasan soal nomor 16:

Berdasarkan soal dapat diketahui
m_A = m
EP_A = V_m
m_B = 2m
EP_B ...?
Persamaan untuk energi potensial pegas adalah
EP = ½ F x
EP = ½ m g x
Maka dapat diketahui bahwa energi potensial pegas sebanding dengan massa benda, sehingga persamaan perbandingannya dapat ditulis

Jadi besar energi potensial pegasnya sekarang sama dengan 2V_m

Soal nomor 17
Sebuah bola dengan massa 20 gram digantung pada sepotong pegas. Kemudian bola ditarik ke bawah dari kedudukan seimbang dan dilepaskan, ternyata terjadi getaran tunggal dengan frekuensi 32 Hz. Jika bola tersebut diganti dengan massa bola 80 gram, maka frekuensi yang akan terjadi adalah ... Hz
A. 64
B. 32
C. 16
D. 8
E. 4
Kunci jawaban: "C"

pembahasan soal nomor 17:

Berdasarkan soal dapat diketahui
m₁ = 20 gram
f₁ = 32 Hz
m₂ = 80 hz
f₂ ... ?
untuk mengetahui besar f₂ kita dapat menggunakan persamaan

Berdasarkan persamaan tersebut kita dapat mengetahui bahwa f berbanding terbalik dengan √m. sehingga persamaan perbandingannya dapat ditulis.

Jadi frekuensi sistem pegas tersebut ketika menggunakan massa 80 gram adalah 16 Hz
Jurus jitu :
Untuk soal tentang perbandingan satuannya tidak harus dijadikan satu SI akan tetapi syarat yang penting adalah satuan antara variabel yang dibandingkan harus sama. dalam soal ini saya tidak mengubah satuan massa menjadi kg akan tetapi massa untuk keadaan awal dan akhir sama-sama menggunakan satuan gram seperti yang ada pada soal.

Soal nomor 18
Sebuah pistol mainan bekerja dengan menggunakan pegas dan melontarkan pelurunya. Jika pistol yang sudah dalam keadaan terkokang yaitu dengan cara menekan sejauh X, diarahkan dengan membentuk sudut elevasi θ terhadap horizontal, peluru yang terlepas dapat mencapai ketinggian h. Jika massa peluru adalah m dan percepatan gravitasi adalah g, maka konstanta pegas adalah ....
A. k = 2 mgh/x² cos² θ
B. k = 2 mgh/x² sin² θ
C. k = mgh/x² cos² θ
D. k = mgh/x² sin² θ
E. k = mgh/x² tan² θ
Kunci jawaban : “B”

pembahasan soal nomor 18:

Pada mulanya energi potensial pegas (saat tertekan) diubah menjadi energi kinetik pada peluru yang digunakan untuk melakukan gerak parabola, sehingga dapat ditulis
EP_pegas = EK_peluru
½ k x² = ½ mv₀^{2
kx2/m = v₀2 ... (1)
Peluru melakukan gerak parabola yang ketinggian maksimumnya dapat ditentukan sebagai berikut}

Soal Uraian

Soal nomor 1
Dua kawat sejenis ditarik oleh gaya yang berbeda sehingga regangan kawat pertama 1% dan regangan kawat kedua 3%. Jika diameter kawat pertama setengah kali diameter kawat kedua, tentukan rasio antara tegangan kawat pertama dan tegangan kawat kedua !

pembahasan soal nomor 1:

Berdasarkan soal dapat diketahui
ε_A = 1% = 0,01
ε_B = 3% = 0,03
d_A = ½ d_B
E_A = E_B (karena jenis bahan sama)
F_A : F_B ... ?

Berdasarkan persamaan untuk modulus young
E = F / A ε (A= ¼ πd²)
E = F / (¼ πd²) ε
Kita dapat mengetahui bahwa
F sebanding dengan d²
F sebanding dengan ε
Sehingga kita dapat menuliskan persamaan perbandingannya adalah

Jadi perbandingan tegangan antara kawat pertama dan kedua adalah 1 : 12

Soal nomor 2
Kawat jenis A dan B memiliki panjang yang sama L₀ dengan modulus Young masing- masing adalah E_A dan E_B = ½ E_A . diameter kawat A dua kali diameter kawat B. Kedua kawat ini disambung lalu digunakan untuk menggantung beban yang beratnya W . tentukan pertambahan panjang keseluruhan kawat!

pembahasan soal nomor 2:

Berdasarkan soal dapat diketahui
E_B = ½ E_A
d_A= 2 d_B
ℓ_A = ℓ_B = L₀
F = w
berdasarkan persamaan modulus young
E = Fℓ/AΔℓ (A= ¼ πd²)
E = Fℓ/( ¼ πd²)Δℓ
Kita dapat mengetahui bahwa
Δℓ berbanding terbalik dengan E
Δℓ berbanding terbalik dengan d²
Sehingga kita dapat menuliskan persamaan perbandingannya sebagai berikut!

Pertambahan keseluruhan kawat adalah
Δℓ_tot = Δℓ_A + Δℓ_B
Δℓ_tot = 1/8 Δℓ_B + Δℓ_B
Δℓ_tot = 9/8 Δℓ_B (Δℓ_B = F_Bℓ_B/E_BA_B)

Soal nomor 3
Dua pegas dengan konstanta pegas k₁ dan k₂ dihubungkan seri. Hitung konstanta gabungan kedua pegas, Jika pegas pertama (k₁) dipotong menjadi dua bagian yang sama persis. Kemudian bagian tersebut dihubungkan paralel dan selanjutnya sistem tersebut dihubungkan seri dengan pegas kedua (k₂)!

pembahasan soal nomor 3:

Pegas 1
Sebelum pegas 1 dipotong menjadi 2 bagian yang sama persis, itu artinya pada mulanya kedua bagian itu dirangkai secara seri dengan konstanta keseluruhan adalah k1. Maka kita dapat menentukan konstanta masing-masing bagian dengan cara. (misalkan konstanta masing-masing bagian adalah x)

Jadi konstanta masing-masing bagian adalah 2k₁. Kemudian ketika kedua bagian ini dirangkai secara paralel maka akan memiliki konstanta sebesar k_P = 2k₁ + 2k₁
k_P = 4k₁

Gabungan kedua pegas
Rangkaian paralel dari bagian-bagian pegas 1 diatas, kemudian dirangkai seri dengan pegas 2, maka konstanta gabungan kedua pegas adalah

Soal nomor 4
Teks asli:
“A helicopter rises vertically, carrying concrete for a ski-lift foundation. A 35-kg bag of concrete sits in the helicopter on a spring scale whose spring constant is 3,4 kN/m. by how much does the spring compress (a) when the helicopter i sat rest and (b) when it’s accelerating upward at 1,9 m/s²”.

Terjemahan :
Sebuah helikopter naik secara vertikal, membawa beton untuk fondasi pembangunan lift untuk pemain ski. Beton bermassa 35 kg diletakkan pada sebuah tas dengan di atas pegas di depan helikopter, konstanta pegas adalah 3,4 kN/m. tentukan seberapa besar pegas tertekan ketika (a) saat helikopter sedang beristirahat dan (b) saat helikopter bergerak ke atas dengan percepatan 1,9 m/s²!

pembahasan soal nomor 4:

Berdasarkan soal dapat diketahui
m = 35 kg
k = 3,4 kN/m = 3400 N/m
Soal di atas dapat diilustrasikan sebagai berikut:

Sehingga berdasarkan hukum II Newton dapat ditulis
F_tot = F_P – w
m.a = kx – mg

(a) ketika helikopter diam (a=0)
m.0 = 3400 x – 35 . 10
350 = 3400x
x = 0,102 m
x = 10,2 cm

(b) ketika helikopter bergerak ke atas dengan (a = 1,9 m/s²)
m.a = kx – mg
35 . 1,9 = 3400 x – 35 . 10
66,5 + 350 = 3400 x
416,5 = 3400 x
x = 0,122 m
x = 12,2 cm

Soal nomor 5
Sebuah pegas digantung pada sebuah elevator. Pada ujung pegas yang bebas digantungkan balok bermassa 50 gram. Jika elevator diam, pegas bertambah panjang 10 cm. hitung pertambahan panjang pegas ketika elevator sedang bergerak dengan percepatan 4 m/s² ke atas dan ke bawah. Berapakah pertambahan panjang pegas ketika elevator bergerak dengan kecepatan konstan!

pembahasan soal nomor 5:

Berdasarkan soal dapat diketahui:
m = 50 gram = 0,05 kg
x₁ = 10 cm = 0,1 m
Dengan menggunakan analisis hukum II newton seperti soal sebelumnya, kita dapat menuliskan persamaan matematisnya sebagai berikut

ketika elevator diam (w = FP )
w = F_P
m . g = k x
0,05 . 10 = k . 0,1
5 N/m = k

ketika elevator bergerak naik (a = 4 m/s²)
ΣF = m . a
F_p – w = m . a
k x – m . g = m . a
5 x – 0,05 . 10 = 0,05 . 4
5x – 0,5 = 0,2
5x = 0,7
x = 0,14 m
x = 14 cm

ketika elevator bergerak turun (a = 4 m/s²)
ΣF = m . a
w – F^p = m . a
m . g – k x = m . a
0,05 . 10 – 5 x = 0,05 . 4
0,5 – 5 x = 0,2
– 5 x = -0,3
x = 0,06 m
x = 6 cm

ketika elevator bergerak dengan kecepatan konstan (a = 0)
ΣF = m . a
w – Fp = m . a
m . g – k x = m . 0
m . g – k x = 0
m . g = k x
0,05 . 10 = 5 . x
0,5 = 5 x
x = 0,1 m
x = 10 cm

Demikian soal latihan beserta pembahasannya tentang materi fisika elastisitas untuk kelas 11, sedikit yang bisa saya tuliskan ini semoga bisa memberikan manfaat bagi para pembaca sekalian. Jika berkenan bisa subscribed blog ini, atau memberikan kritik, saran dan pendapat di kolom komentar di bawah. Terima kasih

baca juga : 

Materi fisika : fluida statis

Materi fisika : Dinamika rotasi
Soal latihan dan pembahasan materi : fluida statis
Soal latihan dan pembahasan materi : dinamika rotasi
Penurunan rumus momen inersia berbagai benda