Contoh soal dan pembahasan

13,867 views

Published on

0 Comments
3 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
13,867
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
3
Actions
Shares
0
Downloads
428
Comments
0
Likes
3
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Contoh soal dan pembahasan

  1. 1. Fisikastudycenter.com- Contoh Soal dan Pembahasan Dinamika Rotasi, Materi Fisika kelas 2 SMA. Penekanan pada kasus dengan penggunaan persamaan Σ τ = Iα dan Σ F = ma, momen inersia (silinder dan bola pejal), kasus Energi kinetik translasi-rotasi dan hubungan-hubungan antara besaran gerak rotasi dan translasi. Soal No. 1 Sebuah ember berikut isinya bermassa m = 20 kg dihubungkan dengan tali pada sebuah katrol berbentuk silinder pejal bermassa M = 10 kg. Ember mula-mula ditahan dalam kondisi diam kemudian dilepaskan. Jika jari-jari katrol 25 cm dan percepatan gravitasi bumi 10 m/s2 tentukan : a) percepatan gerak turunnya benda m b) percepatan sudut katrol c) tegangan tali Pembahasan a) percepatan gerak turunnya benda m Tinjau katrol :
  2. 2. (Persamaan 1) Tinjau benda m : (Persamaan 2) Gabung 1 dan 2: b) percepatan sudut katrol c) tegangan tali Soal No. 2 Dua buah ember dihubungkan dengan tali dan katrol berjari-jari 10 cm, ditahan dalam kondisi diam kemudian dilepas seperti gambar berikut!
  3. 3. Jika massa m1 = 5 kg , m2 = 3 kg dan massa katrol M = 4 kg, tentukan : a) percepatan gerak ember b) tegangan tali pada ember 1 c) tegangan tali pada ember 2 Pembahasan a) percepatan gerak ember Tinjau katrol Tinjau ember 1 ( Persamaan 2 ) Tinjau ember 2 ( Persamaan 3 ) Gabung 2 dan 3
  4. 4. ( Persamaan 4 ) Gabung 1 dan 4 b) tegangan tali pada ember 1 Dari persamaan 2 c) tegangan tali pada ember 2 Dari persamaan 3 Soal No. 3 Sebuah katrol silinder pejal dengan massa M = 4 kg berjari-jari 20 cm dihubungkan dengan dua buah massa m1 = 5 kg dan m2 = 3 kg m1 = 3 kg dan m2 = 5 kg dalam kondisi tertahan diam kemudian dilepaskan. Jika lantai dibawah m1 licin , tentukan percepatan gerak kedua massa! Pembahasan Tinjau katrol M
  5. 5. ( Persamaan 1 ) Tinjau m2 ( Persamaan 2 ) Tinjau m1 ( Persamaan 3 ) Gabung 2 dan 3 ( Persamaan 4 ) Soal No. 4 Sebuah silinder pejal bermassa 10 kg berada diatas permukaan yang kasar ditarik gaya F = 50 N seperti diperlihatkan gambar berikut!
  6. 6. Tentukan percepatan gerak silinder jika jari-jarinya adalah 40 cm! Pembahasan Tinjau gaya-gaya pada silinder : ( Persamaan 1 ) ( Persamaan 2 ) Gabung 1 dan 2 Soal No. 5 Bola pejal bermassa 10 kg mula-mula diam kemudian dilepaskan dari ujung sebuah bidang
  7. 7. miring dan mulai bergerak transalasi rotasi. Jari-jari bola adalah 1 meter, dan ketinggian h = 28 m. Tentukan kecepatan bola saat tiba di ujung bawah bidang miring! Pembahasan Hukum Kekekalan Energi Mekanik : Soal No. 6 Silinder pejal dengan jari-jari 5 cm bermassa 0,25 kg bertranslasi dengan kelajuan linear 4 m/s. Tentukan energi kinetik silinder jika selain bertranslasi silinder juga berotasi! Pembahasan Data dari soal: m = 0,25 kg r = 5 cm = 0,05 m v = 4 m/s Ek =..... Energi kinetik total dari Silinder pejal
  8. 8. Soal No. 7 Pada gambar di bawah roda katrol pejal C berputar melepaskan diri dari lilitan tali. Massa roda C adalah 300 gram. Jika percepatan gravitasi adalah 10 m/s2 , maka tegangan tali T adalah.... A. 1 N B. 1,5 N C. 2 N D. 3,3 N E. 4 N (Soal Ebtanas 1999) Pembahasan Gaya yang bekerja pada katrol
  9. 9. Hukum Newton untuk gerak translasi katrol (Persamaan 1) Dari gerak rotasi katrol (Persamaan 2) Gabungkan Rumus jadi untuk kasus di atas adalah Soal No. 8 Sebuah katrol bentuknya silinder pejal dengan massa M = 4 kg ditarik dengan gaya F hingga berotasi dengan percepatan sudut sebesar 5 rad/s2 . Jika jari-jari katrol adalah 20 cm, tentukan besarnya gaya F tersebut ! Gunakan momen inersia
  10. 10. katrol I = 1 /2 Mr2 Pembahasan Data M = 4 kg r = 20 cm = 0,2 m α = 5 rad/s2 F =… Gaya yang bekerja pada katrol dan jaraknya, gaya berat w, tidak usah diikutkan, karena posisinya tepat di poros, jadi tidak menghasilkan putaran. Jumlah torsi (perkalian gaya dengan jaraknya) harus sama dengan Iα. Sehingga Soal No. 9 Sebuah silinder pejal dan sebuah bola pejal menggelinding pada suatu bidang miring dari keadaan diam bersamaan. Ketinggian bidang miring adalah h meter. a) Tentukan perbandingan kelajuan silinder dan bola saat tiba di dasar bidang miring. b) Manakah yang tiba lebih dahulu di dasar bidang miring antara dua benda tersebut?
  11. 11. Pembahasan Seperti soal nomor 5, kelajuan saat di dasar bidang. dengan I = nmr2 , h1 = h dan v2 = v, Coret sesama m dan r, Diperoleh rumus jadi untuk kasus ini: Diterapkan untuk mencari perbandingan laju silinder dan laju bola, 2g dan h sama, sehingga tinggal pengaruh n saja. Untuk silinder n = 1/2 dan untuk bola n = 2/5, diambil dari rumus momen inersia masing-masing. Sehingga a) perbandingannya:
  12. 12. b) laju bola lebih besar dari laju silinder, jadi sampai lebih dulu. Soal No. 10 Seorang penari balet berputar 3 putaran/sekon dengan kedua tangannya direntangkan. Pada saat itu momen inersia penari 8 kg m2 . Kemudian lengannya dirapatkan sehingga momen inersianya menjadi 2 kg m2 . Frekuensi putaran sekarang menjadi...... A. 10 putaran/sekon B. 12 putaran/sekon C. 16 putaran/sekon D. 24 putaran/sekon E. 48 putaran/sekon (ebt 97) Pembahasan Data: ω1 = 3 putaran/s I1 = 8 kg m2 I2 = 2 kg m2 ω2 =..... Dengan kekekalan momentum sudut: diperoleh frekuensi sudut atau kecepatan sudut yang baru: Read more: http://fisikastudycenter.com/fisika-xi-sma/12-dinamika-gerak- rotasi#ixzz1UzXXalIX

×