fisikastudycenter.com_ 2021 Menentukan kelajuan partikel gerak harmonik jika diketahui periode dan amplitudonya.

Soal
Sebuah partikel bergetar harmonik dengan periode 6 detik dan amplitudo 10 cm. Kelajuan partikel pada saat berada 5 cm dari titik setimbangnya adalah....

A. 5,1 cm/s
B. 7,8 cm/s
C. 8,9 cm/s
D. 10,3 cm/s
E. 15,7 cm/s

Pembahasan
Dari soal di atas diketahui periode getaran T = 6 s, amplitudo getaran A = 10 cm, simpangan getaran y = 5 cm. Kelajuan ν =....?

Cara Pertama
Dari persamaan simpangan:
y = A sin ω t
5 = 10 sin ω t
sin ω t = 5/10
sin ω t = 1/2

Dari nilai sin ωt = 1/2 dari diperoleh juga nilai cos ωt = 1/2 √3 (ingat sudut istimewa).

Kelajuan partikel:
ν = ω A cos omega; t
= 2 π/ T A cos ωt
= 2 π/ 6 (10)(1/2 √3)
= 2 (3,14/ 6) (10)(1/2⋅ 1,7)
= 8,9 cm/s

Cara Kedua
Menggunakan rumus berikut:
ν = ω √(A2 − y2)
ν = 2πf √(A2 − y2)
ν = 2 (3,14)(1/6) √(102 − 52)
ν = (6,28/6) √(75)
ν = (6,28/6)(5) √(3)
ν = (6,28/6)(5)(1,7)
ν = 8,9 cm/s

fisikastudycenter.com_2020,  Rangkaian Listrik Dinamis Arus Searah dengan tiga buah loop (tiga arus loop) atau lima buah kuat arus cabang.

Soal
Empat buah sumber tegangan dengan hambatan dalam yang diabaikan masing-masing 5 volt, 6 volt, 7 volt, 10 volt, dan 12 volt dirangkai dengan lima buah hambatan listrik membentuk rangkaian dengan tiga buah loop seperti ditunjukkan gambar di bawah.

fisikastudycenter.com_2020- Soal ini cukup familiar di sini karena diambil dari soal listrik dinamis di artikel listrik dinamis sebelumnya. Hanya saja kali ini akan dibahas dengan cara penggunaan determinan matriks sebagai alternatif cara untuk menyelesaikan rangkaian listrik yang memiliki dua loop, tiga loop atau lebih.

Prasyarat
Sebelum masuk ke contoh soal dan pembahasan harus diingat dulu materi matematika tentang matriks, terutama matriks orde 2 x 2 dan cara menentukan determinannya seperti berikut.

Matriks ordo 2 x 2 dan Determinan Matriks

fisikastudycenter.com- Berapakah kecepatan minimal suatu benda pada titik terendahnya agar dapat bergerak melingkar secara penuh? Masalah ini seringkali muncul pada topik gerak melingkar  dengan tingkat kesulitan sedang ke atas.

Agar benda dapat bergerak melingkar secara penuh, ada beberapa persyaratan yang harus dipenuhi. Kecepatan yang terlalu rendah akan membuat benda tidak dapat mencapai titik tertingginya.

Sebagian akan mengambil asumsi kecepatan di titik teratas diambil minimal nol hingga benda benda dapat melanjutkan ke gerakan selanjutnya, namun pengambilan syarat ini belumlah tepat. Nilai apa yang diambil harga nol, simak sebuah contoh berikut ini!

fisikastudycenter.com- Soal-soal tentang tumbukan (collision) dan hukum kekekalan momentum untuk tingkat sekolah menengah umumnya disajikan untuk satu dimensi. Perhitungan tumbukan dilakukan dalam satu arah saja, sumbu x saja, sumbu y saja atau sumbu Z saja.

Dalam pengembangannya soal dapat disajikan untuk dua dimensi sekaligus, sehingga perhitungan akan melibatkan dua arah sekaligus, misalnya sumbu x dan sumbu y, atau sumbu x dan sumbu Z misalnya.

Contoh berikut menyajikan soal hukum kekekalan momentum yang diselesaikan dengan model satu dimensi.

Soal No. 1
Seorang anak yang bermassa 45 kg menaiki papan seluncur yang bermassa 5 kg. Papan seluncur bergerak dengan kecepatan 3 m/s ke arah timur. Tentukan kecepatan papan seluncur itu apabila:
a) anak melompat ke arah barat dengan kecepatan 1 m/s.
b) anak melompat ke arah timur dengan kecepatan 2 m/s
c) anak melompat ke arah utara dengan kecepatan 1 m/s