Soal Bab Dinamika Rotasi 1. Perhatikan 4 persegi panjang pada gambar di bawah ini. Tentukan torsi dari gaya F, F, F, F, dan F terhadap: (a) Poros melalui O; (b) Poros melalui A. 4. Empat buah partikel, seperti ditunjukkan pada gambar, dihubungkan oleh sebuah batang kaku ringan yang massanya dapat diabaikan. Tentukan momen inersia sistem partikel terhadap poros: (a) Sumbu AA; (b) Sumbu BB. 2. Untuk gaya-gaya yang bekerja pada batang mendatar dengan panjang L = 5,0 m (lihat gambar), tentukan momen resultan terhadap poros melalui A. 5. Jari-jari (ruji) sepanjang 0,5 m, seperti tampak pada gambar, memiliki massa yang dapat diabaikan terhadap delapan partikel bermassa 3,0 kg. Tentukan momen inersia sistem terhadap: (a) Poros melalui pusat jari-jari; (b) Poros AA. 3. Pada sebuah roda dengan jari-jari 40 cm berkerja gaya-gaya, seperti ditunjukkan pada gambar. Tentukan torsi total terhadap posos melalui O. 6. Seutas tali dililitkan mengelilingi sebuah silinder pejal bermassa M dan berjari-jari R, yang bebas berputar mengitari sumbunya. Tali ditarik dengan gaya F. Silinder mula-mula diam pada t = 0. (a) Hitung percepatan sudut dan kecepatan sudut silinder pada saat t (nyatakan jawaban dalam M, R, F, dan t). (b) Jika M = 6,0 kg, R = 10 cm, dan F = 9,0 N, hitung percepatan sudut dan kecepatan sudut pada saat t = 2,0 s. 7. Pada sebuah roda dengan momen insersia sebesar 6 kg m dikerjakan sebuah torsi konstan 51 m N. (a) Berapa percepatan sudutnya? (b) Berapa lama diperlukan dari keadaan diam sampai roda mencapai kecepatan 88,4 rad/s? (c) Berapa energi kinetic pada kecepatan ini? 8. Dua roket mainan identik, masingmasing massanya 0,25 kg, dipasang pada ujung-ujung sebuah tongkat (L= 1,0 m). tiap roket mengerjakan gaya F tegak lurus pada tongkat dalam bidang gerak tongkat, seperti ditunjukkan pada gambar. Tongkat meter yang massanya 0,10 kg dipasang pada suatu bola gotri (bearing) tanpa gesekan pada sumbu tegak lurus pada tongkat melalui pusat tongkat. Ketika roket dibakar, kedua roket menyebabkan tongkat mulai bergerak dari keadaan diam dan memberikan kelajuan sudut 60 rad/s dalam waktu 6,0 s. Anggap massa roket tidak berubah selama waktu 6,0 s. Berapakah daya dorong (dianggap tetap) dari setiap roket? 14 1,67 10 kg, yang dipisahkan oleh jarak 1,3 10 m. Pada suhu kamar, energy kinetic rata-rata sebuah molekul seperti ini adalah 4 10 J. Tentukan: (a) Momen inersia sebuah molekul nitrogen terhadap poros melalui pusat massanya; (b) Kecepatan sudutnya. 10. Sebuah batang tipis homogen dengan panjang L dengan massa M bebas berputar terhadap suatu poros pada salah satu ujungnya, seprti tampak pada gambar. Batang dibebaskan dari keadaan diam dalam posisi horizontal. (a) Berapa percepatan sudut awal batang? (b) Berapa percepatan tangensial awal titik pada ujung batang? 11. Sebuah koin dengan massa m dan jarijari R, mula-mula diam lalu menggelinding dengan kecepatan v di atas bidang datar kasar dengan koefisien gesekan . Setelah menempuh jarak mendatar d, koin berhenti. Tunjukkan besar kecepatan koin v = 2 dan kecepatan sudut koin =22 9. Sebuah molekul nitrogen dapat diperlakukan sebagai dua massa titik dengan massa masing-masing 14 U = 12. Perhatikan gambar berikut. Momen inersia sistem katrol adalah I= 1,90 kg m , sedangkan r = 50 cm dan r = 20 cm. Tentukan: (a) Percepatan sudut system katrol; (b) Tegangan tali T dan T (g = 10 m/s). R = 2,0 m. Jika anak laki-laki itu melompat ke posisi 1,0 m dari pusat, berapakah kecepatan sudut system anak dan korsel setelah anak mendarat? Berapa besar energy kinetic yang hilang? 16. Roda A pada gambar memiliki massa 2,0 kg dan jari-jari 0,20 m, serta kecepatan sudut awal 50 rad/s (kirakira 500 rpm). Roda A dikopel (satu poros) dengan keeping B yang memiliki massa 4,0 kg, jari-jari 0,10 m, dan kecepatan sudut awal 200 rad/s (gambar atas). Tentukan kecepatan sudut akhir bermassa setelah keduanya didorong sehingga bersentuhan (gambar bawah). Apakah energy kinetic kekal selama proses ini? 13. Gambar dibawah menunjukkan sebuah balok (w = 10 N) bergantung pada seutas tali yang dililitkan mengitari sebuah silinder pejal (w = 40 N, R = 0,20 m). Permukaan mendatar di mana silinder bergerak adalah licin (gesekan diabaikan). Katrol juga dianggap licin. Tentukan percepatan balok dan tegangan dalam tali penghubung (g = 10 m/s). 14. Sebuah silinder dengan massa m dan jari-jari r berada di atas bidang miring. Kemudian silinder menggelinding. Jika momen inersia silinder I = m r, tentukan perbandingan kecepatan saat silinder menggelinding dengan saat silinder tak menggelinding di dasar bidang miring. 15. Seorang anak laki-laki bermassa m = 50 kg berdiri di pusat sebuah mainan korsel yang sedang berputar terhadap suatu poros tanpa gesekan pada kecepeatan 1,0 rad/s. Anggap mainan korsel sebagai sebuah cakram pejal dengan massa M = 100 kg dan jari-jari 17. Bola bowling pada gambar memiliki berat 70 N. Bola itu diam pada dinding yang licin. Jika bola dianggap homogen, tentukan gaya-gaya yang dikerjakan dinding pada bola. 18. Sebuah balok dengan massa M terletak pada dinding tegak kasar (koefisien gesek ) ditanhan oleh gaya F sehingga membentuk sudut terhadap horizontal (lihat gambar). Tentukan nilai (dalam M, g, m dan ) supaya balok tidak bergerak turun. 20. Pada batang homogen AB seberat 200 N digantungkan beban 450 N (lihat gambar). Tentukan besar gaya yang dilakukan tiap penyangga pada batang. 19. Gambar berikut ini menunjukkan empat buah gaya bekerja sepanjang keliling suatu lembaran logam segi empat yang memiliki ukuran 1,0 m 0,8 m. (a) Buktikan bahwa lembaran berada dalam keadaan seimbang. (b) Jika salah satu gaya 4 N dibalik arahnya, berapa besar resultan torsi pada lembaran logam? Page 2
Page 3Embed Size (px) 344 x 292429 x 357514 x 422599 x 487 <iframe src="https://dokumen.tips/embed/v1/3-dinamika-rotasi.html" class></iframe>Text of 3. Dinamika Rotasi
Page 4
Page 5
Page 6Embed Size (px) 344 x 292429 x 357514 x 422599 x 487 soal fisika : gerak rotasi PAGE 115MEKANIKA GERAK ROTASI1. Sebuah benda dengan momen inersia 2,5x10-3 kgm2 dengan kecepatan awal 5 rad/s, agar benda itu berhenti dalam waktu 2,5 s. Maka besar momen gaya yang harus dikerjakan adalah Nm A. 2,5x10-4 C. 5,0x10-3 E. 2,5x10-2B. 7,5x10-4 D. 7,5x10-3 Jawab : C 2. Pada katrol yang berjari-jari 10 cm dililitkan tali dari ujung diberi beban 0,4 kg (g=10 m/s2) sehingga berputar. Apabila momen kelembaman katrol 4x10-3 kg/m2, maka besar tegangan tali adalah N A. 0,02 C. 0,57 E. 14 B. 0,14 D. 2 Jawab : D Jawab : D 3. Seorang Hercules memindah benda bermassa 4 kg yang diikatkan pada tali yang panjangnya 6 m dengan kelajuan 12 m/s, maka besar gaya sentripetal benda tersebut adalah N A. 96 B. 86 C. 16 D. 12 E. 8 Jawab : B 4. Seorang siswa melakukan percobaan dengan mengikat sebuah bola dengan tali kemudian bola tersebut diputar melingkar horizontal diatas kepala keadaannya seperti pada gambar. Jika berputar tetap dengan kecepatan 5 rad/s (g=10 m/s2), maka massa beban sama dengan massa bola A. 2,5 kaliB. 5 kali C. 10 kaliD. 15 kaliE. 25 kali Jawab : A 5. Momen inersia sebuah benda yang berotasi terhadap titik tetap dipengaruhi A. Massa benda D. Percepatan sudut benda B. Volume benda E. Kecepatan sudut benda C. Massa jenis benda Jawab : A ()6. Sebuah benda yang bermassa 200 gram diikat dengan tali ringan, kemudian diputar secara horizontal dengan kecepatan sudut 5 rad/s, seperti gambar. Jika panjang tali 60 cm, maka besar gaya sentripetal yang bekerja pada benda N A. 0,3 B. 0,6 C. 3 D. 6 E. 30 Jawab : C 7. Seorang siswa memutar sebuah batu diikatkan pada ujung seutas tali. Batu diputar secara horizontal seperti pada gambar. Jika laju putar batu dijadikan 2 kali semula, maka gaya sentripetalnya menjadi semula A. 6x C. 4x E. 2x B. 5x D. 3x Jawab : C (perhatikan skema) 8. Besar energi kinetic rotasi benda tergantung dari, kecuali : A. massa D. Momen inersia B. Jari-jari E. momen gaya C. Kecepatan sudut Jawab : E 9. Pada gambar dibawah ini C adalah roda katrol dan massa beban B lebih besar dari massa beban A (g=10m/s2) dan T1=24N, maka tegangan tali T2 adalah N SHAPE \* MERGEFORMAT A. 28 B. 26 C. 24 D. 22 E. 20 Jawab : B (Perhatikan gambar 10. Pada gambar di bawah ini roda katrol pejal C berputar melepaskan diri dari lilitan tali. Massa roda C adalah 300 gram. (g=10m/s2), maka tegangan tali T N A. 1 B. 1,5 C. 2 D. 3,3 E. 4 Jawab : A 11. Suatu benda bermassa 0,005 kg diikatkan dengan pada sebuah benang elastis yang merenggang. Benda tersebut berputar sehingga melakukan gerak melingkar beraturan menurut bidang horizontal dengan radius 0,70 m. Jika konstanta elastisitas benang 40 N/m, maka kecepatan linier benda tersebut adalah m/s A. 11 B. 15 C. 20 D. 24 E. 28 Jawab : C 12. Sebuah gaya memiliki lengan momen dan i dan j berturut merupakan vector satuan searah dengan sumbu x dan searah dengan sumbu y pada koordinat cartesius. Bila besar momen yang dilakukan gaya F terhadap titik poros bernilai 26Nm. Maka nilai a sama dengan A. 3 B. 4 C. 7 D. 8 E. 9 Jawab : B 13. Sebuah benda bermassa m diikatkan di ujung seutas tali, lalu diayunkan di bidang vertical dan g adalah percepatan gravitasi bumi. Agar benda dapat gerak melingkar penuh, maka dititik terendah gaya sentripetal minimumnya adalah A. 5mg B. 4mg C. 3mg D. 2mg E. mg Jawab : E 14. Sebuah mobil bergerak pada tikungan mendatar dengan jari-jari 50 m dengan keceptan tetap 54km/jam. Jika saat itu mobil tepat akan tergelincir (splip), maka koefisien gesekan antara ban mobil dan jalan adalah A. 0,50 B. 0,60 C. 0,45 D. 0,30 E. 0,25 Jawab : C 15. Sebuah bola logam diikat pada ujung seutas tali dan diputar dengan laju tetap pada bidang vertical. Gaya yang bekerja pada bola tersebut adalah : 1. gaya resultan yang sebanding dengan keceptan kuadrat 2. gaya resultan yang timbul karena gravitasi bumi 3. gaya sentripetal karena benda bergerak melingkar 4. gaya tangensial karena keceptan putar bola Jawab : 1,2 dan 3 benar16. Seorang anak duduk diatas kursi pada roda yang berputar vertical. Jika g=10m/s2 dan jari-jari roda 2,5m, maka laju maksimum roda itu agar anak tidak terlepas dari tempat duduknya adalah m/s A. 8 B. 6 C. 5 D. 4 E. 2 Jawab : C 17. Sebuah benda dengan massa 5 kg yang diikat dengan tali berputar dalam bidang vertical. Lintasan itu adalah suatu lingkaran dengan jari-jari 1,5m. Jika keceptan sudut tetap 2 rad/s dan g=10m/s2, maka tegangan tali pada saat benda itu di titik terendah adalah N A. 30 B. 40 C. 50 D. 70 E. 80 Jawab : E 18. Sebuah bola bermassa 0,2kg diikat dengan tali panjang 0,5m kemudian diputar sehingga melakukan gerak melingkar beraturan dalam bidang vertical. Jika pada saat mencapai titik terendah laju bola adalah 5m/s. Maka tegangan talinya pada saat itu besarnya N A. 2 B. 8 C. 10 D. 12 E. 18 Jawab : D 19. Sebuah ayunan konik seperti pada gambar mempunyai panjang tali 1,25m. Sebuah benda kecil yang diletakkan pada ujung tali dapat berotasi membentuk lingkaran horizontal dengan kecepatan sudut tetap 4rad/s (g=10m/s2) maka adalah 0 A. 30 B. 37 C. 45 D. 53 E. 60 Jawab : E (perhatikan skema) Gambar disamping menjadi 20. Truk yang membawa peti melewati belokan jalan yang miring seperti gambar, dengan jari-jari tikungan R=120m. Truk tersebut bergerak dengan kecepatan tetap 40 m/s. Jika a adalah sudut kemiringan minimum jalan terhadap horizontal. Supaya peti tidak bergeser pada papan truk (slip) maka nilai sin a adalah : A. 3/5 B. 4/5 C. 3/4 D. 4/3 E. 2/5 Jawab : B 21. Benda A dan B bermassa sama, diikatkan pada tali secara berurutan seperti gambar. Lalu diputar sehingga melakukan gerak melingkar beraturan secara horizontal. Bila OA=AB=1m, maka perbandingan tegangan tali yang terjadi pada komponen AB dan dengan OA adalah A. 1 B. 1/2 C. 2/3 D. 2 E. 3/2 Jawab : B 22. Benda bermassa m diikatkan pada seutas tali tidak bermassa kemudian diputar hingga mengalami gerak melingkar beraturan pada bidang vertical. Maka tegangan tali ketika benda berada dititik tertinggi apabila kecepatan linier v dan panjang tali d adalah A. C. E. B. D. Jawab : C Perhatikan gambar disamping ! 23. Seorang penari balet mula-mula berputar sambil merentangkan tangannya dengan kecepatan sudut tertentu. Kemudian ia merapatkan tangannya ke badan. Apabila momen inersianya berkurang 20%, maka kecepatan sudutnya menjadi A. Berkurang 12,5% C. Berkurang 25% E. tetap B. Bertambah 12,5% D. Bertambah 25% Jawab : B 24. Sebuah silinder berongga tipis menggelinding diatas bidang miring dengan sudut kemiringan . Jika percepatan gravitasi setempat g, maka percepatan silinder adalah A. C. E. B. D. Jawab : B 25. Dua buah silinder A dan B masing- masing silinder pejal dan silinder berongga yang tipis masing-masing menggelinding bersama-sama pada bidang miring dengan sudut kemiringan dengan percepatan gravitasi g. Perbandingan antara percepatan silinder A dan B adalah A. 1 : 2 B. 2 : 4 C. 2 : 3 D. 2 : 1 E. 4 : 3 Jawab : E 26. Sebuah silinder pejal massanya m kg berotasi terhadap pusatnya dengan kecepatan . Bila jari-jari silinder r, maka besarnya momentum sudut adalah A. B. C. D. E. Jawab : A 27. Sebuah silinder pejal menggelinding dari puncak bidang miring yang tingginya h di atas dasar. Jika percepatan gravitasi tempat g, maka laju linier silinder pada saat sampai dasar bidang adalah m/s2A. B. C. D. E. Jawab : E 28. Percepatan anguler katrol berputar adalah rad/s2 A. 0,5 B. 1,0 C. 10 D. 20 E. 40 Jawab : C 29. Silinder pejal massanya 2 kg dikenai gaya F=12N melalui pusat massanya sehingga menggelinding diatas bidang mendatar dengan percepatan a m/s2. Besarnya a adalah A. 4 B. 6 C. 9 D. 16 E. 24 Jawab : A 30. Sebuah bola pejal ketika ditarik dengan gaya F melalui pusat massanya dengan arah mendatar diatas bidang horizontal licin, tergelincir dengan percepatan 24 m/s2. Bila Bola tersebut ditarik gaya yang sama diatas bidang kasar, maka bola menggelinding dengan percepatan m/s2A. 8 B. 16 C. 24 D. 36 E. 64 Jawab : B 31. Sebuah benda 2 kg diikat dengan seutas tali yang panjangnya 1,5m lalau diputar menurut lintasan lingkaran vertical dengan kecepatan tetap. Jika g=10m/s2 dan pada saat be Page 7
Page 8
Page 97. gerak rotasi [Compatibility Mode] |
Sebuah molekul nitrogen dapat diperlakukan sebagai 2 massa titik dengan massa masing-masing 14
Pos Terkait
Copyright © 2024 toptenid.com Inc.
