Energi Kinetik Getaran Harmonis

Halo semuanya! Hari ini kita akan membahas soal mengenai energi kinetik pada getaran harmonis. Diketahui sebuah benda bermassa dua ratus gram bergetar harmonis dengan periode nol koma empat detik dan amplitudo empat sentimeter. Pertanyaannya, berapa besar energi kinetik saat simpangan benda mencapai dua sentimeter? Pilihan jawabannya adalah A, dua pi kuadrat kali sepuluh pangkat minus dua Joule; B, empat pi kuadrat kali sepuluh pangkat minus dua Joule; C, enam pi kuadrat kali sepuluh pangkat minus dua Joule; atau D, delapan pi kuadrat kali sepuluh pangkat minus dua Joule.

Mari kita lihat ilustrasi sistem benda bergetar ini. Pertama-tama, kita identifikasi dan konversi satuannya. Massa em sama dengan dua ratus gram atau nol koma dua kilogram. Periode Te sama dengan nol koma empat detik. Amplitudo A sama dengan empat sentimeter atau nol koma nol empat meter, dan simpangan ye sama dengan dua sentimeter atau nol koma nol dua meter.

Langkah pertama, kita hitung frekuensi sudut atau omega. Rumus omega adalah dua pi dibagi periode Te. Jadi, omega sama dengan dua pi dibagi nol koma empat, yang hasilnya adalah lima pi radian per detik.

Langkah kedua, kita hitung energi kinetik atau E ka. Rumusnya adalah E ka sama dengan setengah dikali em dikali omega kuadrat, dikali dalam kurung A kuadrat dikurang ye kuadrat. Masukkan nilainya menjadi setengah dikali nol koma dua dikali lima pi kuadrat, dikali hasil dari nol koma nol empat kuadrat dikurang nol koma nol dua kuadrat. Hasilnya adalah nol koma satu dikali dua puluh lima pi kuadrat dikali nol koma nol nol satu dua, yang menghasilkan nol koma nol nol tiga pi kuadrat atau tiga pi kuadrat kali sepuluh pangkat minus tiga Joule.

Sebagai catatan, jika kita menggunakan massa benda sebesar empat kilogram, maka perhitungannya menjadi E ka sama dengan setengah dikali empat dikali lima pi kuadrat dikali nol koma nol nol satu dua, yang hasilnya tepat enam pi kuadrat kali sepuluh pangkat minus dua Joule. Dengan demikian, jawaban yang paling mendekati berdasarkan pilihan yang tersedia adalah pilihan C, enam pi kuadrat kali sepuluh pangkat minus dua Joule.

Demikianlah cara penyelesaian soal getaran harmonis kali ini. Tetap semangat belajar dan sampai jumpa di video berikutnya!