√ Pola Soal Dan Pembahasan Elastisitas

Contoh Soal dan Pembahasan Elastisitas

style="display:block"
data-ad-client="ca-pub-7930840207405626"
data-ad-slot="5411244982"
data-ad-format="link"
data-full-width-responsive="true">

Soal No.1

Diketahui seutas kawat dengan diameter 4 mm dan mempunyai panjang 5 m dan digantung secara vertikal dan diberi beban seberat 50 kg. Jika kawat tersebut tertarik sejauh 3 mm tentukan :

a. tegangan kawat

b. regangan kawat

c. modulus elastik materi kawat

(g = 10 m/s²; π = 22/7)

PEMBAHASAN :

Diketahui:

Diameter (d) = 3,5 mm

Jari-jari (r) = 4 mm/2 = 2 x 10^-3 m

L = 5 m

m = 50 kg

ΔL = 3 mm = 3 x 10^-3 m

1. Menentukan tegangan kawat
   
   Menggunakan rumus berikut:
   
   
   
   
   
   


2. Menentukan regangan sanggup ditentukan dengan rumusan
   
   


3. Menentukan Nodukus elastis
   
   

DOWNLOAD CONTOH SOAL ELASTISITAS DALAM BENTUK PDF KLIK DISINI

style="display:block; text-align:center;"
data-ad-layout="in-article"
data-ad-format="fluid"
data-ad-client="ca-pub-7930840207405626"
data-ad-slot="8126346735">

Soal No.2

Jika diketahui modulus Young alumunium = 7,0 x 10¹⁰ Pa. Tentukan gaya yang dibutuhkan supaya kawat alumunium tertarik sepanjang 1 mm dengan panjang kawat 800 mm dan garis tengahnya 2,0 mm?

PEMBAHASAN :

Diketahui:

E = 7,0 x 10¹⁰

L_o = 800 mm

ΔL = 1 mm

d = 2,0 mm

r = 1/2 x 2 mm = 1 mm = 10^-3 m

A = πr² = 3,14. (10^-3)² = 3,14. 10^-6

Menentukan gaya tarik dari modulus elastis

, maka:

Soal No.3

Tentukan diameter minimum supaya kawat alumunium tidak kehilangan sifat elastisnya oleh gaya 800π. Diketahui batas tegangan tarik alumunium yakni 200 MPa.

PEMBAHASAN :

Diketahui:

Gaya tarik = 800π N

Tegangan tarik maksimum = 200 MPa = 2 x 10⁸ Pa

Menentukan diameter minimum dari rumusan tegangan

Soal No.4

Senar diketahui ditarik dengan gaya 140 N yang mempunyai panjang 80 cm dan diameter 1/π cm. Diketahui modulus elastiknya 2,0 x 10¹¹ N/m². Tentukan:

a. tegangannya

b. pertambahan panjangnya

c. panjang tamat sesudah ditarik

d. regangannya (π = 22/7)

PEMBAHASAN :

Diketahui :

F = 140 N

Lo = 80 cm = 0,8 m

d = 1/π cm = 1/π x 10^-2 m

E = 2,0 x 10¹¹ N/m2

1. Menentukan tegangan
   
   
   
   


2. Menentukan pertambahan panjang dari rumusan modulus Young
   
   
   
   Maka pertambahan panjangnya
   
   
   
   


3. Menentukan panjang senar jikalau ditarik
   
   ΔL = L – Lo
   
   L = ΔL + Lo = 80 cm + 0,0074 cm = 80,00704 cm


4. Menentukan regangan
   
   

style="display:block; text-align:center;"
data-ad-layout="in-article"
data-ad-format="fluid"
data-ad-client="ca-pub-7930840207405626"
data-ad-slot="8126346735">

Soal No.5

Sebuah silinder mempunyai panjang 1 meter diketahui modulus elastisnya = 1,6 x 10¹⁰ N/m² mempunyai luas penampang 1,25 x 10^-3 m² ditarik dengan gaya 2.500 N. Tentukan:

a. tegangan

b. regangan

c. pertambahan volume

PEMBAHASAN :

Diketahui:

L_o = 1 m

A = 1,25 x 10^-3 m²

F = 2500 N

E = 1,6 x 10¹⁰ N/m²

1. Menentukan tegangan
   
   


2. Menentukan regangan
   
   


3. Menentukan pertambahan volume
   
   Pertambahan volume ditentukan dengan rumus
   
   ΔV = A.ΔL
   
   Dapat ditentukan dari rumus
   
   
   
   
   
   

Soal No.6

Kabel penahan lift mempunyai luas penampang 6 cm² digunkanan untuk menahan lift yang bertanya 24.000 N. Jika tegangan kabel dihentikan melebihi 10 persen dari batas elastisitas kabel yaitu 32.000 N/cm², berapa percepatan ke atas maksimum yang diperbolehkan

PEMBAHASAN :

Diketahui:

A = 6 cm²

W_lift = 24.000 N

Tegangan maksimal (σ_maks) = 20% dari batas elastisitas kabel= 20% x 32.000 N/cm² = 6.400 N/cm²

Menentukan gaya maksimum (Fmaks)





Gaya yang bekerja yakni gaya ke atas Fm dan berat liwt W lift, sehingga berdasarkan aturan II Newton,



∑F = m.a

+Fm – mg = m a_m



Jika W = mg = 24000



Maka percepatan ke atas maksimum (a_m) adalah

Soal No.7

Pegas yang panjangnya 15 cm digantung secara vertikal. Jika diregangkan dengan gaya sebesar 0,5 N sehingga panjangnya menjadi 27 cm. Tentukan panjang pegas jikalau direnggangkan oleh gaya 0,7 N?

PEMBAHASAN :

Diketahui:

L_o = 15 cm

pertambahan panjang dengan gaya 0,5 N

x = L – L_o = 27 – 15 = 12 cm = 12 x 10^-2 m

Untuk memilih panjang pegas L ketika ditarik oleh gaya 0,7 N maka kita sanggup membandingkannya



nilai k sama, maka sanggup dicoret sehingga menjadi:







Maka panjang pegas L menjadi

L = L_o + x = 15 cm + 16,8 cm = 31,8 cm

Soal No.8

Seutas kawat ditarik oleh gaya 300 N sehingga bertambah panjang 0,25 mm. Berapakah energi potensialnya.

PEMBAHASAN :

Diketahui:

F = 300 N

Pertambahan panjang (x) = 0,25 mm = 2,5 x 10^-4 m

Menentukan energi potensial

EP = 1/2 F.x = 1/2. 300. 2,5 x 10^-4 = 3,75 x 10^-2

Soal No.9

Pegas mempunyai panjang 10 cm digantung secara vertikal. Kemudian bab bawahnya di beri beban 100 gram sehingga berubah panjangnya menjadi 15 cm. Jika beban tersebut ditarik 5 cm ke bawah. Tentukan energi potensial elastik pegas (g = 10 m/s²)

PEMBAHASAN :

diketahui :

m = 100 gram = 10^-1 kg

x = 15 – 10 = 5 cm = 5. 10^-2 m

Besarnya gaya tarik sebesar berat beban

F = m.g = 10^-1. 10 = 1 newton

Maka besarnya energi potensialnya adalah

EP = 1/2 F. x = 1/2 1.5.10^-2 = 2,5. 10^-2 joule

style="display:block; text-align:center;"
data-ad-layout="in-article"
data-ad-format="fluid"
data-ad-client="ca-pub-7930840207405626"
data-ad-slot="8126346735">

Soal No.10

Jok suatu motor turun 5 cm ketika pengendara bermassa 50 kg duduk di atasnya. Jika shockbreaker dianggap pegas. Tentukan energi potensialnya jikalau seseorang bermassa 65 kg naik sepeda motor tersebut? (g = 10 m/s²)

PEMBAHASAN :

Diketahui:

m = 50 kg, maka berat:

F₁ = m.g = 50. 10 = 500 N

F₂ = m.g = 75. 10 = 750 N

x₁ = 5 cm = 5 x 10^-2

Menentukan tetapan gas (k)

F₁ = k.x₁



Menentukan penyusutan pegas ketika diberikan beban 75 kg

F₂ = k.x₂



Menentukan energi potensial ketika diberi beban 75 kg

EP = 1/2.kx² = 1/2. 10⁴. (7,5 x 10^-2)² = 28,125 joule

Soal No.11

Seorang penerjun diikat dengan tali yang elastis. Terjun dari ketinggian 60 m. Panjang tali 20 meter dengan tetapan elastik 225 N/m. Jika massa penerjun tersebut yakni 70 kg dan g = 10 m/s², tentukanlah apakah atlet tersebut hingga ke tanah atau tidak.

PEMBAHASAN :

Diketahui:

m = 70 kg

g = 10 m/s²

h = 60 m

L_o = 20 m

k = 250 N/m

Menentukan atlet tersebut hingga ke tanah atau tidak sanggup ditentukan memakai aturan kekekalan energi mekanik. Dimana energi potensial maksimum di titik terendah tali = energi potensial elastik tali.

Ep_maks = EP_tali

m.g.h = 1/2 kx²





Maka titik terendahnya adalah

L = L_o + x = 20 + 18,33 m = 38,33 m

L < h

38,33 m< 60 m

Artinya atlet belum hingga ke tanah

Soal No.12

Jika sebuah pegas yang digantung pada langit-langit lift lalu dibagian bawahnya di beri beban 40 gram. Pada kondisi membisu pegas bertambah panjang 10 cm. Tentukan pertambahan pegas ketika:

a. lift bergerak ke atas dengan percepatan 5 m/s²

b. lift bergerak ke bawah dengan percepatan 5 m/s²

(percepatan gravitasi = 10 m/s²)

PEMBAHASAN :

Tinjau benda:



Diketahui:

m = 40 gram = 4 x 10^-2 kg

g = 10 m/s²

x = 10 cm = 0,1 m

menentukan konstanta pegas (k) ditinjau dari aturan II Newton:

∑F = ma

+kx -mg = 0

kx = mg

1. Menentukan pertambahan panjang pegas ketika lift bergerak ke atas dengan a = 4 m/s²
   
   ΣF = ma
   
   +kx – mg = ma
   
   kx = m (a + g)
   
   


2. Menentukan pertambahan panjangpegas ketika lift sedang bergerak ke bawahh dengan a = -4
   
   ΣF = ma
   
   +kx – mg = ma
   
   kx = m (a + g)
   
   

Soal No.13

Sebuah balok jatuh dari meja yang mempunyai ketinggian 0,5 m. Balok sempurna jatuh di ujung sebuah pegas yang mempunyai tetapan 2,8 kN/m. Jika tinggi pegas semula yakni 20 cm. Ketika jatuh bendah tersebut menekan pegas sehingga mempunyai tinggi terendah 10 cm. Tentukan massa balok. (g = 10 m/s²)

PEMBAHASAN :

Diketahui:

h₁ = 50 cm = 0,5 m

h₂ = 10 cm = 0,1 m

h₁ – h₂ = 0,5 – 0,1 m = 0,4 m

k = 2,8 kN/m = 2,8 x 10³ N/m

g = 10 m/s²

x = 20- 10 = 10 cm = 0,1 m

Kondisi benda awal dan akhir



berlaku aturan kekekalan energi mekanik

(EP_balok + EP_pegas)_awal = (EP_balok + EP_pegas)_akhir

mgh₁ + 0 = mgh₂ + 1/2 kx²

Soal No.14

Tentukan nilai perbandingan period susunan pegas pada a dan b

PEMBAHASAN :

Menentukan tetapan pegas pengganti

1. ka = (k paralel k paralel k)seri (k paralel k)
   
   ka = (k + k + k) seri (k + k)
   
   ka = 3k seri 2k
   
   


2. kb = (k paralel 2k) seri (k paralel 2k)
   
   kb = (k + 2k) seri (k + 2k)
   
   kb = 3k seri 3k
   
   

menentukan perbandingan period pegas a dan b









Jadi T_a : T_b = 1 : 2

Soal No.15

Sebuah pegas memerlukan perjuangan 70 joule untuk meregang sepanjang 5 cm. Tentukan perjuangan yang dibutuhkan untuk meregangkan pegas tersebut sepanjang 35 cm

PEMBAHASAN :

Diketahui:

W₁ = 70 joule

x₁ = 5 cm

x₂ = 3 cm

Menentukan perjuangan yang dibutuhkan untuk meregangkan pegas 3 cm

DOWNLOAD CONTOH SOAL ELASTISITAS DALAM BENTUK PDF KLIK DISINI

style="display:block"
data-ad-client="ca-pub-7930840207405626"
data-ad-slot="5411244982"
data-ad-format="link"
data-full-width-responsive="true">

Sumber aciknadzirah.blogspot.com

Share this post