Contoh Soal Getaran Kelas 8: Menjelajahi Dunia Fisika dengan Seru

Pendahuluan

Hello Readers! Selamat datang di dunia fisika yang penuh dengan keajaiban dan misteri. Salah satu topik yang akan kita bahas kali ini adalah getaran. Bagi kalian yang masih belajar di kelas 8, pasti sudah tidak asing lagi dengan materi ini. Namun, seringkali kita sulit untuk memahami dan mengerjakan soal-soal getaran. Oleh karena itu, pada artikel ini, kami akan memberikan beberapa contoh soal getaran kelas 8 yang bisa membantu kalian memahami materi ini dengan lebih mudah. Yuk, simak artikel ini sampai selesai!

Contoh Soal Getaran Kelas 8

1. Sebuah pegas dengan konstanta gaya 100 N/m digantungkan pada langit-langit dan diikatkan sebuah bola dengan massa 0,5 kg pada ujungnya. Bola ditarik ke bawah dan dilepaskan, sehingga bergetar bolak-balik. Tentukan frekuensi dan periode getaran bola!

Untuk menyelesaikan soal ini, kita perlu menggunakan rumus frekuensi dan periode getaran. Frekuensi (f) dinyatakan dalam hertz (Hz) dan didefinisikan sebagai jumlah getaran yang terjadi dalam satu detik. Sedangkan, periode (T) dinyatakan dalam detik dan didefinisikan sebagai waktu yang dibutuhkan oleh suatu benda untuk melakukan satu getaran penuh. Rumusnya adalah:

f = 1/T

T = 1/f

Dalam soal ini, kita sudah diberikan konstanta gaya (k) dan massa (m). Kita bisa menggunakan rumus periode getaran pada pegas untuk mencari periode getaran bola. Rumusnya adalah:

T = 2π √(m/k)

Substitusikan nilai k dan m pada rumus di atas, maka diperoleh:

T = 2π √(0,5 kg/100 N/m) = 0,628 s

Setelah mengetahui periode, kita bisa mencari frekuensi dengan menggunakan rumus frekuensi. Substitusikan nilai periode pada rumus di atas, maka diperoleh:

f = 1/0,628 s = 1,59 Hz

Jadi, frekuensi dan periode getaran bola adalah 1,59 Hz dan 0,628 s.

2. Sebuah benda bergetar dengan frekuensi 10 Hz. Tentukan periode getaran benda tersebut!

Untuk menyelesaikan soal ini, kita hanya perlu menggunakan rumus periode getaran dan substitusikan nilai frekuensi pada rumus tersebut. Rumusnya adalah:

T = 1/f

Substitusikan nilai frekuensi pada rumus di atas, maka diperoleh:

T = 1/10 Hz = 0,1 s

Jadi, periode getaran benda tersebut adalah 0,1 s.

3. Sebuah pegas dengan konstanta gaya 200 N/m digantungkan pada langit-langit dan diikatkan sebuah bola dengan massa 0,3 kg pada ujungnya. Bola ditarik ke bawah dan dilepaskan, sehingga bergetar bolak-balik. Tentukan amplitudo dan energi total bola saat berada di titik tertinggi dan terendah!

Untuk menyelesaikan soal ini, kita perlu menggunakan rumus amplitudo dan energi total. Amplitudo (A) dinyatakan dalam meter (m) dan didefinisikan sebagai jarak maksimum yang ditempuh oleh suatu benda saat bergetar. Sedangkan, energi total (E) dinyatakan dalam joule (J) dan didefinisikan sebagai jumlah energi kinetik dan potensial suatu benda saat bergetar. Rumusnya adalah:

A = (F/m)/ω

E = 1/2 kA^2

Dalam soal ini, kita sudah diberikan konstanta gaya (k) dan massa (m). Kita bisa menggunakan rumus amplitudo pada pegas untuk mencari amplitudo bola. Untuk itu, kita perlu menghitung frekuensi (ω) terlebih dahulu. Frekuensi dinyatakan dalam radian per detik (rad/s) dan didefinisikan sebagai jumlah sudut yang ditempuh oleh suatu benda dalam satu detik. Rumusnya adalah:

ω = 2πf

Substitusikan nilai frekuensi pada rumus di atas, maka diperoleh:

ω = 2π x 10 Hz = 62,8 rad/s

Setelah mengetahui frekuensi, kita bisa mencari amplitudo dengan menggunakan rumus amplitudo. Substitusikan nilai k, m, dan ω pada rumus di atas, maka diperoleh:

A = (200 N/m)/(0,3 kg) / 62,8 rad/s = 1,06 x 10^-3 m

Setelah mengetahui amplitudo, kita bisa mencari energi total saat bola berada di titik tertinggi dan terendah. Saat bola berada di titik tertinggi, energi kinetiknya nol dan energi potensialnya maksimum. Sebaliknya, saat bola berada di titik terendah, energi kinetiknya maksimum dan energi potensialnya nol. Oleh karena itu, energi total saat bola berada di titik tertinggi adalah energi potensial maksimum dan energi total saat bola berada di titik terendah adalah energi kinetik maksimum. Substitusikan nilai amplitudo pada rumus energi potensial dan kinetik, maka diperoleh:

Epot(max) = 1/2 x 200 N/m x (1,06 x 10^-3 m)^2 = 1,12 x 10^-4 J

Ekin(max) = 1/2 x 0,3 kg x (2π x 10 Hz)^2 x (1,06 x 10^-3 m)^2 = 7,47 x 10^-4 J

Jadi, amplitudo dan energi total bola saat berada di titik tertinggi dan terendah adalah 1,06 x 10^-3 m dan 1,12 x 10^-4 J serta 7,47 x 10^-4 J.

Kesimpulan

Itulah beberapa contoh soal getaran kelas 8 yang bisa kalian pelajari dan kerjakan. Dengan memahami rumus dan cara menyelesaikan soal getaran, kalian akan lebih mudah untuk memahami materi ini dan mendapatkan nilai yang baik di sekolah. Ingat, belajar fisika tidak harus selalu membosankan dan sulit. Semoga artikel ini bermanfaat untuk kalian semua. Sampai jumpa pada artikel menarik lainnya!