Elastisitas

Soal Latihan Elastisitas 01

Kurikulum & Timeline Belajar 0 dari 2 Modul Selesai

Soal 01

Perhatikan grafik hubungan antara gaya tarik (\(F\)) terhadap pertambahan panjang (\(x\)) pada seutas kawat logam berikut:

Rendered by QuickLaTeX.com

Berdasarkan grafik di atas, kawat akan mengalami perubahan bentuk permanen (deformasi plastis) dan nilai konstanta elastisitas bahan pada daerah linear Hukum Hooke berturut-turut adalah ….

(A) Jika ditarik melampaui titik P ; \(k = 30\text{ N/m}\)

(B) Jika ditarik melampaui titik Q ; \(k = 30.000\text{ N/m}\)

(C) Jika ditarik melampaui titik Q ; \(k = 30\text{ N/m}\)

(D) Jika ditarik melampaui titik R ; \(k = 30.000\text{ N/m}\)

(E) Jika ditarik melampaui titik S ; \(k = 60.000\text{ N/m}\)

 

Soal 02

Dua utas kawat silinder homogen \(X\) dan \(Y\) terbuat dari bahan yang sama (\(E_X = E_Y\)). Kawat \(X\) memiliki panjang \(L\) dan jari-jari penampang \(r\), sedangkan kawat \(Y\) memiliki panjang \(2L\) dan jari-jari penampang \(2r\). Jika kedua kawat masing-masing ditarik dengan gaya \(F\) yang sama besar, maka perbandingan pertambahan panjang kawat \(X\) terhadap kawat \(Y\) (\(\triangle L_X : \triangle L_Y\)) adalah ….

(A) \(1 : 1\)

(B) \(1 : 2\)

(C) \(2 : 1\)

(D) \(4 : 1\)

(E) \(1 : 4\)

 

Soal 03

Empat buah pegas identik dengan konstanta masing-masing \(k = 600\text{ N/m}\) dirangkai seperti gambar berikut:

Rendered by QuickLaTeX.com

Jika sistem pegas digantungi beban bermassa \(m = 4{,}5\text{ kg}\) dan percepatan gravitasi \(g = 10\text{ m/s}^2\), maka pertambahan panjang total susunan pegas tersebut adalah ….

(A) \(2{,}5\text{ cm}\)

(B) \(5{,}0\text{ cm}\)

(C) \(7{,}5\text{ cm}\)

(D) \(10{,}0\text{ cm}\)

(E) \(12{,}5\text{ cm}\)

 

Soal 04

Sistem suspensi pada bagian belakang sebuah sepeda motor menggunakan dua buah pegas identik yang dipasang secara paralel. Ketika sepeda motor dinaiki oleh pengendara dengan bobot massa \(60\text{ kg}\), kedua pegas mengalami pemampatan bersama sejauh \(3\text{ cm}\). Jika nilai percepatan gravitasi \(g = 10\text{ m/s}^2\), maka total energi potensial pegas yang tersimpan pada sistem suspensi motor tersebut adalah ….

(A) \(4{,}5\text{ Joule}\)

(B) \(9{,}0\text{ Joule}\)

(C) \(18{,}0\text{ Joule}\)

(D) \(90{,}0\text{ Joule}\)

(E) \(180{,}0\text{ Joule}\)

 

Soal 05

Perhatikan kurva uji tarik tegangan (\(\sigma\)) terhadap regangan (\(e\)) untuk dua buah sampel material logam (\(P\) dan \(Q\)) yang memiliki ukuran awal identik berikut:

Rendered by QuickLaTeX.com

Diberikan pernyataan-pernyataan berikut:

(1)  Logam P memiliki Modulus Young yang lebih besar dibandingkan Logam Q.

(2)  Logam P bersifat lebih getas (brittle) sedangkan Logam Q bersifat lebih ulet (ductile).

(3)  Untuk menghasilkan pertambahan panjang yang sama pada batas elastis, Logam Q membutuhkan gaya yang lebih besar dibanding Logam P.

(4)  Logam P mampu meregang lebih panjang sebelum putus dibandingkan Logam Q.

 

Pernyataan yang tepat adalah ….

(A)  (1), (2), dan (3)

(B)  (1) dan (2) SAJA

(C)  (2) dan (4) SAJA

(D)  (1), (2), dan (4)

(E)  Semua pernyataan benar

 


Soal 06

Tersedia 3 buah pegas identik yang masing-masing memiliki konstanta \(k\). Pegas-pegas tersebut dirangkai dalam tiga variasi konfigurasi:

Rangkaian I: 3 pegas disusun secara seri.

Rangkaian II: 3 pegas disusun secara paralel.

Rangkaian III: 2 pegas disusun paralel, kemudian diseri dengan 1 pegas tersisa.

Cocokkan ketiga konfigurasi tersebut dengan nilai konstanta efektif dan pertambahan panjangnya jika masing-masing konfigurasi ditarik beban yang sama sebesar \(F\):

Konfigurasi Konstanta Efektif (\(k_{\text{tot}}\)) Pertambahan Panjang Total (\(\triangle x\))
Rangkaian I (1) \(\dfrac{2}{3}k\) (P) \(\dfrac{F}{3k}\)
Rangkaian II (2) \(\dfrac{1}{3}k\) (Q) \(\dfrac{3F}{2k}\)
Rangkaian III (3) \(3k\) (R) \(\dfrac{3F}{k}\)

Kombinasi pasangan yang tepat adalah ….

(A)  I – (2) – (R) ; II – (3) – (P) ; III – (1) – (Q)

(B)  I – (2) – (P) ; II – (3) – (R) ; III – (1) – (Q)

(C)  I – (3) – (R) ; II – (2) – (P) ; III – (1) – (Q)

(D)  I – (1) – (Q) ; II – (3) – (P) ; III – (2) – (R)

(E)  I – (2) – (R) ; II – (1) – (Q) ; III – (3) – (P)

 

Soal 07

Sebuah balok bermassa \(M = 6\text{ kg}\) yang berada di atas meja horizontal licin terhubung dengan pegas berkonstanta \(k = 400\text{ N/m}\). Sisi lain balok dihubungkan dengan tali ringan tanpa massa melalui katrol licin ke sebuah beban gantung bermassa \(m = 4\text{ kg}\) seperti gambar berikut:

Rendered by QuickLaTeX.com

Sistem awalnya ditahan diam saat posisi pegas masih rileks (belum meregang), kemudian sistem dilepaskan. Pada suatu saat sistem sedang bergerak bersama dengan percepatan \(a = 2\text{ m/s}^2\), maka besar pertambahan panjang pegas (\(\triangle x\)) pada kondisi tersebut adalah …. (\(g = 10\text{ m/s}^2\))

(A) \(2{,}0\text{ cm}\)

(B) \(4{,}0\text{ cm}\)

(C) \(5{,}0\text{ cm}\)

(D) \(8{,}0\text{ cm}\)

(E) \(10{,}0\text{ cm}\)

 

Soal 08

Sebuah benda bermassa \(m = 2\text{ kg}\) dilepaskan jatuh bebas dari ketinggian \(h = 80\text{ cm}\) di atas ujung atas sebuah pegas vertikal ringan yang memiliki tetapan konstanta \(k = 1000\text{ N/m}\).

Rendered by QuickLaTeX.com

Jika gesekan udara diabaikan dan percepatan gravitasi \(g = 10\text{ m/s}^2\), maka besar pemampatan maksimum pegas (\(x_{\text{maks}}\)) yang terjadi adalah ….

(A) \(10\text{ cm}\)

(B) \(15\text{ cm}\)

(C) \(20\text{ cm}\)

(D) \(25\text{ cm}\)

(E) \(30\text{ cm}\)

 

Soal 09

Empat buah pegas identik masing-masing bernilai \(k = 1200\text{ N/m}\) dirangkai menjadi tiga konfigurasi yang berbeda. Masing-masing konfigurasi diberikan beban uji yang sama sebesar \(W = 240\text{ N}\).

Model Sistem Struktur Desain Konstanta Ekuivalen (\(k_{\text{eq}}\)) Pertambahan Panjang Total (\(\triangle x\))
Model A 4 pegas disusun paralel [ … 1 … ] [ … P … ]
Model B 2 paralel diseri dengan 2 paralel [ … 2 … ] [ … Q … ]
Model C 4 pegas disusun seri [ … 3 … ] [ … R … ]

Disediakan pilihan nilai parameter:
Konstanta:   (1) \(4800\text{ N/m}\)  |  (2) \(1200\text{ N/m}\)  |  (3) \(300\text{ N/m}\)
Pertambahan Panjang:   (P) \(5\text{ cm}\)  |  (Q) \(20\text{ cm}\)  |  (R) \(80\text{ cm}\)

Kombinasi pasangan yang benar untuk Model A, Model B, dan Model C berturut-turut adalah ….

(A) Model A: (1)-(P) ; Model B: (2)-(Q) ; Model C: (3)-(R)

(B) Model A: (1)-(R) ; Model B: (2)-(Q) ; Model C: (3)-(P)

(C) Model A: (3)-(P) ; Model B: (2)-(Q) ; Model C: (1)-(R)

(D) Model A: (2)-(Q) ; Model B: (1)-(P) ; Model C: (3)-(R)

(E) Model A: (1)-(P) ; Model B: (3)-(R) ; Model C: (2)-(Q)

 

Soal 10

Sebuah lift berpenumpang memiliki massa total \(M = 1200\text{ kg}\). Lift tersebut ditopang secara aman oleh 4 utas kabel baja identik yang terpasang secara paralel. Setiap kabel baja memiliki panjang mula-mula \(L_0 = 30\text{ m}\), luas penampang \(A = 1{,}5\text{ cm}^2\), dan Modulus Elastisitas \(E = 2 \times 10^{11}\text{ N/m}^2\). Kekuatan batas patah (tensile fracture strength) baja tersebut adalah \(\sigma_{\text{maks}} = 4 \times 10^8\text{ N/m}^2\) dan faktor keselamatan (safety factor) yang diwajibkan adalah \(SF = 4\).

Lift tersebut bergerak dipercepat ke atas dengan percepatan \(a = 2{,}5\text{ m/s}^2\) (\(g = 10\text{ m/s}^2\)).

Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut:

(1)  Gaya tegangan tali total yang ditanggung oleh keempat kabel saat lift dipercepat ke atas adalah \(15.000\text{ N}\).

(2)  Setiap seutas kabel baja menahan beban gaya tarik sebesar \(3.750\text{ N}\).

(3)  Pertambahan panjang elastis yang dialami oleh setiap kabel saat percepatan berlangsung adalah \(3{,}75\text{ mm}\).

(4)  Sistem suspensi kabel lift berada dalam batas aman operasi teknik karena tegangan kerjanya tidak melampaui batas tegangan izin.

Pernyataan yang bernilai benar adalah ….

(A) (1), (2), dan (3)

(B) (1) dan (3) SAJA

(C) (2) dan (4) SAJA

(D) (2), (3), dan (4)

(E) Semua pernyataan (1), (2), (3), dan (4) benar

 

0
Konsultasi Belajar
Ruang diskusi terbuka untuk mendampingi pemahaman belajar Anda.
×
Robot Asisten Belajar
Online • BenangLurus AI
Halo! Ada soal, tugas, atau konsep materi pelajaran yang ingin kamu tanyakan hari ini? Kamu juga bisa menyisipkan foto/dokumen soal, lho!