Jawaban:

A. periode osilasi adalah 0,628 s.

B. energi awal osilasi adalah 0,018 J

C. faktor Q adalah 0,0074.

Penjelasan:

(a) Periode osilasi pegas dapat dihitung menggunakan rumus:

T = 2π√(m/k)

dimana m adalah massa benda dan k adalah konstanta pegas.

Substitusikan nilai m = 2 kg dan k = 400 N/m, maka:

T = 2π√(2/400) = 2π√0,005 = 0,628 s

Sehingga periode osilasi adalah 0,628 s.

(b) Energi awal osilasi pegas dapat dihitung menggunakan rumus:

E = (1/2)kA^2

dimana A adalah amplitudo awal. Substitusikan nilai k = 400 N/m dan A = 3 cm = 0,03 m, maka:

E = (1/2) x 400 x (0,03)^2 = 0,018 J

Sehingga energi awal osilasi adalah 0,018 J.

(c) Untuk kasus ini, redaman b dapat dihitung menggunakan rumus:

b = (1/T)ln(E_n/E_(n+1))

dimana T adalah periode osilasi, E_n adalah energi pada osilasi ke-n, dan E_(n+1) adalah energi pada osilasi ke-(n+1).

Diketahui energi berkurang sebesar 1% per periode, sehingga energi pada osilasi ke-n+1 adalah 99% dari energi pada osilasi ke-n. Oleh karena itu, E_n/E_(n+1) = 1/0,99 = 1,0101.

Substitusikan nilai T = 0,628 s dan E_n = 0,018 J, maka:

b = (1/0,628)ln(0,018/0,018x1,0101) = 1,86 Ns/m

Konstanta redaman b telah ditemukan, selanjutnya faktor Q dapat dihitung menggunakan rumus:

Q = (1/2π)(m/k)b

Substitusikan nilai m = 2 kg, k = 400 N/m, dan b = 1,86 Ns/m, maka:

Q = (1/2π)(2/400)(1,86) = 0,0074

Sehingga faktor Q adalah 0,0074.