Energi Potensial Dan Ghs Pada Pegas.pptx

Disusun oleh: Diva Odilia Shafitri (170516600192) Dwi Krisdiantoro (170516675518)

    

Tegangan Modulus Elastisitas Hukum Hooke Energi Potensial Pegas Gerak Harmonis Sederhana pada Pegas



Energi potensial merupakan energi yang tersimpan akibat posisi. Sebuah benda dikatakan memiliki energi potensial jika benda tersebut berpotensi. Energi potensial dapat diartikan seperti benda elastis yang mengalami perubahan bentuk karena efek tekanan. Energi potensial pegas adalah energi yang ada pada suatu benda disebabkan karena posisi benda tersebut atau posisi tinggi benda tersebut dari tanah.

Ep=½ F ΔX

Ep= ½ k ΔX²

Hubungan gaya dengan pertambaha n panjang



7.14 .. An ideal spring of negligible mass is 12.00 cm long when nothing is attached to it. When you hang a 3.15-kg weight from it, you measure its length to be 13.40 cm. If you wanted to store 10.0 J of potential energy in this spring, what would be its total length? Assume that it continues to obey Hooke’s law.



7.15 .. A force of 800 N stretches a certain spring a distance of 0.200 m. (a) What is the potential energy of the spring when it is stretched 0.200 m? (b) What is its potential energy when it is compressed 5.00 cm?





Gerak vertikal pada pegas semua pegas memiliki panjang alami. Ketika sebuah benda dihubungkan ke ujung sebuah pegas, maka pegas akan meregang (bertambah panjang). Pegas akan mencapai titik kesetimbangan jika tidak diberikan gaya luar(ditarik atau digoyang). GHS (Gerak Harmonik Sederhana) atau gerak osilasi atau getaran selaras adalah gerak bolak balik benda melalui suatu titik keseimbangan tertentu dengan banyaknya getaran benda DALAM SETIAP SEKON SELALU KONSTAN



Gaya pemulih adalah gaya yang besarnya sebanding dengan simpangan dan selalu berlawanan arah dengan arah simpangan (posisi)

F=-kx

Suatu balok diikat pada ujung pegas, m : massa balok (kg) k

: tetapan pegas (N/m)

O : adalah titik kesetimbangan (posisi pegas tidak tertarik atau tertekan) 

Dimanapun balok berada dari posisi setimbang maka balok cenderung kembali ke posisi setimbang oleh gaya F. Gaya yang memiliki sifat seperti ini disebut gaya pemulih (restoring force).

f 

1 1 atau T  T f

m T  2 k 

Bila balok ditarik ke posisi P, lalu dilepaskan maka balok akan bergerak bolak balik secara teratur dalam lintasan

P – O - Q – O – P – O – Q - ... demikian seterusnya.  Satu getaran adalah gerak balok dalam lintasan P – O - Q – O – P  Amplitudo ( A ) : simpangan maksimum atau terjauh (meter)  Perioda ( T ) : waktu untuk menempuh satu getaran (sekon)  Frekuensi ( f ) : jumlah getaran yang terjadi dalam satu satuan waktu (Hertz)

Solusi Persamaan Getaran k a x m

d 2x k  x 2 dt m

Jika (k/m) ditulis dengan ω2 maka persamaan menjadi

d 2x 2    x ... (1) 2 dt Persamaan (1) disebut persamaan getaran. Salah satu fungsi yang memenuhi persamaan ini adalah fungsi sinusoidal (sinus-cosinus).

x(t )  A cos t    ... (2)

Substitusi persamaan (2) ke (1)

dx d  A cost     A sin t    dt dt

d 2x d 2    A sin  t      A cos t      2 dt dt

d 2x 2    x 2 dt

Persamaan (2) memenuhi persamaan getaran dan disebut solusi persamaan getaran.

x(t)

A

x(t )  A cos t   

T

t -A

x : simpangan setiap saat (posisi terhadap titik setimbang) dlm meter. A : Amplutudo atau simpangan maksimum dalam meter.  : frekuensi sudut dalam radian/sekon  : tetapan fasa atau sudut fasa dalam derjat atau radian

t    : fasa

Untuk benda yg pada saat awal θ0 = 0, maka kecepatannya adalah dy d v  ( A cos ωt )  A sin ωt dt dt

Nilai kecepatan v akan maksimum pada saat cos ωt = 1, sehingga kecepatan maksimumnya adalah

vm  A Kecepatan benda di sembarang posisi y adalah v y   A2  y 2

Untuk benda yg pada saat awal θ0 = 0, maka percepatannya adalah a

dv d  (ωA sin ωt )   2 A cos ωt   2 y dt dt

Nilai percepatan a akan maksimum pada saat sin ωt = 1, sehingga percepatan maksimumnya adalah

am   2 A Arah percepatan a selalu sama dengan arah gaya pemulihnya.

1 k s total



1 1 1 1    ...  k1 k 2 k3 kn

k p total  k1  k 2  k3  ...  k n



14.23 . A small block is attached to an ideal spring and is moving in SHM on a horizontal, frictionless surface. The amplitude of the motion is 0.120 m. The maximum speed of the block is 3.90 m s. What is the maximum magnitude of the acceleration of the block?



14.24 . A small block is attached to an ideal spring and is moving in SHM on a horizontal, frictionless surface. The amplitude of the motion is 0.250 m and the period is 3.20 s. What are the speed and acceleration of the block when ?