SlideShare a Scribd company logo
OSN Fisika Bedah soal
346 http://ibnu2003.blogspot.com
71. Pembahasan
a. perhatikan gambar diagram bebas untuk batang
b. persamaan keseimbangan statik batang (terdiri dari
persamaan gaya dan torsi)
π‘ π‘’π‘šπ‘π‘’ π‘₯ ∢ 𝐹 π‘₯ βˆ’ π‘‡π‘π‘œπ‘ 300
= 0…1)
π‘ π‘’π‘šπ‘π‘’ 𝑦 ∢ 𝐹 𝑦 βˆ’ π‘š1 𝑔 βˆ’ π‘š2 𝑔+ 𝑇𝑠𝑖𝑛300
= 0…2)
persamaan kesetimbangan torsi pada titik tumpu dinding
π‘š2 𝑔𝑑 + (
π‘š1 𝑔𝐿
2
) βˆ’ πΏπ‘‡π‘ π‘–π‘›πœƒ = 0
𝑇 =
2π‘š2 𝑔𝑑 + π‘š1 𝑔𝐿
2πΏπ‘ π‘–π‘›πœƒ
∴ 𝑇 = [
π‘š2 𝑑
𝐿
+
π‘š1
2
]
𝑔
π‘ π‘–π‘›πœƒ
c. besar tegangan kabel
𝑇 =
2π‘š2 𝑔𝑑 + π‘š1 𝑔𝐿
𝐿
β‡‹βˆ΄ 𝑇 =
2𝑑
𝐿
𝑀2 + 𝑀1
𝑇 =
2𝑑
𝐿
𝑀2 + 𝑀1 = 2024𝑁
d. nilai komponen gaya horizontal dan vertikal yang diberikan
dinding terhadap batang
persamaan 1) dan 2)
𝐹π‘₯ = π‘‡π‘π‘œπ‘ 300
= 1012√3𝑁
𝐹𝑦 = π‘š1 𝑔 + π‘š2 𝑔 βˆ’ 𝑇𝑠𝑖𝑛300
= 1048𝑁
𝑦
𝑑
𝑇
π‘₯
𝐿/2
π‘š2 𝑔
𝐹π‘₯
𝐹𝑦 π‘š1 𝑔
300
OSN Fisika Bedah soal
347 http://ibnu2003.blogspot.com
72. Pembahasan
a. besar gaya gesek statis antara tangga dan lantai
diagram gaya benda bebas pada tangga
persamaan kesetimbangan statik untuk gaya pada tangga
𝑠𝑏( π‘₯): 𝑓𝑔 βˆ’ 𝑁2 = 0 β‡Œ 𝑓𝑔 = 𝑁2
𝑠𝑏( 𝑦): 𝑁1 βˆ’ π‘š 𝑝 𝑔 βˆ’ π‘š1 𝑔 = 0 β‡Œ 𝑁1 = π‘š 𝑝 𝑔 + π‘š1 𝑔
persamaan momen gaya (torsi) untuk tangga.
( π‘š 𝑝), ( π‘š1) dan jarak horizontalnya diperoleh
π‘π‘œπ‘ πœƒ =
π‘₯ 𝑝
𝑑/3
β‡‹βˆ΄ π‘₯ 𝑝 =
𝑑
3
π‘π‘œπ‘ πœƒ
π‘π‘œπ‘ πœƒ =
π‘₯1
𝑑/2
β‡‹βˆ΄ π‘₯1 =
𝑑
2
π‘π‘œπ‘ πœƒ
( 𝑁2), jarak vertikalnya diperoleh
π‘ π‘–π‘›πœƒ =
𝑦
𝑑
β‡‹βˆ΄ 𝑦 = π‘‘π‘ π‘–π‘›πœƒ
maka :
Σ𝜏 = 0 ⇋ π‘š 𝑝 𝑔π‘₯ 𝑝 + π‘š1 𝑔π‘₯1 βˆ’ 𝑁2 𝑦 = 0
π‘š 𝑝 𝑔
𝑑
3
π‘π‘œπ‘ πœƒ + π‘š1 𝑔
𝑑
2
π‘π‘œπ‘ πœƒ βˆ’ 𝑁2 π‘‘π‘ π‘–π‘›πœƒ = 0
∴ 𝑁2 = (
π‘š 𝑝
3
+
π‘š1
2
)𝑔
π‘π‘œπ‘ πœƒ
π‘ π‘–π‘›πœƒ
⇋ 𝑓𝑔 = (
π‘š 𝑝
3
+
π‘š1
2
)𝑔
π‘π‘œπ‘ πœƒ
π‘ π‘–π‘›πœƒ
b. besar koefisien gesek minimum agar tangga tidak slip.
syarat agar tangga tidak slip adalah
𝑓𝑔 = πœ‡ 𝑠 𝑁1 = πœ‡ 𝑠(π‘š 𝑝 𝑔 + π‘š1 𝑔)
maka :
πœ‡ 𝑠(π‘š 𝑝 + π‘š1) = (
π‘š 𝑝
3
+
π‘š1
2
)
π‘π‘œπ‘ πœƒ
π‘ π‘–π‘›πœƒ
∴ πœ‡ 𝑠 = [
2π‘š 𝑝 + 3π‘š1
6(π‘š 𝑝 + π‘š1)
]
π‘π‘œπ‘ πœƒ
π‘ π‘–π‘›πœƒ
𝑁1
πœƒ 𝑓𝑔
𝑁2
π‘š1 𝑔
π‘š 𝑝 𝑔
π‘₯
𝑦
OSN Fisika Bedah soal
348 http://ibnu2003.blogspot.com
73. Pembahasan
a. gambar diagram benda bebas pada silinder
( 𝑁1) adalah gaya normal silinder sisi kiri
( 𝑓1) adalah gaya gesek silinder sisi kiri
( 𝑁2) adalah gaya normal silinder sisi kanan
( 𝑓2 ) adalah gaya gesek silinder sisi kanan
b. besar gaya normal pada sisi silinder sebelah kiri dan kanan
gaya gesek pada kedua sisi adalah :
𝑓1 = πœ‡π‘1 ⇋ 𝑓2 = πœ‡π‘2 …1)
pusat massa silinder tidak berpindah, maka resultan gaya
pada sb-x dan sb-y sama dengan nol.( πœƒ = 450
)
Σ𝐹π‘₯ = 0
𝑁2π‘₯ βˆ’ 𝑁1π‘₯ βˆ’ 𝑓1π‘₯ βˆ’ 𝑓2π‘₯ = 0
𝑁2 π‘π‘œπ‘ πœƒ βˆ’ 𝑓2 π‘π‘œπ‘ πœƒ βˆ’ 𝑁1 π‘π‘œπ‘ πœƒ βˆ’ 𝑓1 π‘π‘œπ‘ πœƒ = 0
𝑁2 π‘π‘œπ‘ πœƒ βˆ’ πœ‡π‘2 π‘π‘œπ‘ πœƒ βˆ’ 𝑁1 π‘π‘œπ‘ πœƒ βˆ’ πœ‡π‘1 π‘π‘œπ‘ πœƒ = 0
𝑁2 π‘π‘œπ‘ πœƒ(1 βˆ’ πœ‡) βˆ’ 𝑁1 π‘π‘œπ‘ πœƒ(1+ πœ‡) = 0
𝑁2 π‘π‘œπ‘ πœƒ(1 βˆ’ πœ‡) = 𝑁1 π‘π‘œπ‘ πœƒ(1+ πœ‡)
∴ 𝑁2 = 𝑁1
(1 + πœ‡)
(1 βˆ’ πœ‡)
∴ 𝑁1 = 𝑁2
(1 βˆ’ πœ‡)
(1 + πœ‡)
Σ𝐹𝑦 = 0
𝑁2 π‘ π‘–π‘›πœƒ + 𝑓2 π‘ π‘–π‘›πœƒ + 𝑁1 π‘ π‘–π‘›πœƒ βˆ’ 𝑓1 π‘ π‘–π‘›πœƒ = π‘šπ‘”
𝑁1 π‘ π‘–π‘›πœƒ(1 βˆ’ πœ‡) + 𝑁2 π‘ π‘–π‘›πœƒ(1+ πœ‡) = π‘šπ‘”
nilai ( 𝑁1) dan ( 𝑁2)
𝑁1 π‘ π‘–π‘›πœƒ[(1βˆ’ πœ‡)2
+ (1 + πœ‡)2] = π‘šπ‘”(1βˆ’ πœ‡)
π‘˜π‘Žπ‘›π‘Žπ‘› π‘˜π‘–π‘Ÿπ‘–
𝑁1
𝑁2
𝑓1
𝑓2
π‘šπ‘” πœƒ πœƒπ‘“2π‘₯
𝑁2𝑦
𝑁2π‘₯
𝑁2
𝑓2𝑦
𝑓2
𝑓1
𝑁1𝑦
πœƒ
πœƒπ‘1π‘₯
𝑁1
𝑓1𝑦
𝑓1π‘₯
OSN Fisika Bedah soal
349 http://ibnu2003.blogspot.com
∴ 𝑁1 =
√2π‘šπ‘”(1βˆ’ πœ‡)
(1 βˆ’ πœ‡)2 + (1 + πœ‡)2
∴ 𝑁2 =
√2π‘šπ‘”(1+ πœ‡)
[(1βˆ’ πœ‡)2 + (1 + πœ‡)2]
c. besar torsi gesek terhadap pusat silinder
Σ𝜏 π‘π‘’π‘ π‘Žπ‘‘ = ( 𝑓1 + 𝑓2 ) 𝑅 = πœ‡( 𝑁1 + 𝑁2) 𝑅
Σ𝜏 π‘π‘’π‘ π‘Žπ‘‘ = √2πœ‡π‘šπ‘”π‘…(
(1 βˆ’ πœ‡) + (1 + πœ‡)
(1 βˆ’ πœ‡)2 + (1 + πœ‡)2
)
∴ Σ𝜏 π‘π‘’π‘ π‘Žπ‘‘ =
2√2πœ‡π‘šπ‘”π‘…
(1 βˆ’ πœ‡)2 + (1 + πœ‡)2
74. Pembahasan
besar tegangan tali yang menghubungkan piringan dan bidang
miring. Perhatikan kesetimbangan statik
gaya-gaya pada sumbu x
π‘šπ‘”π‘ π‘–π‘›πœƒ βˆ’ 𝑓𝑠 βˆ’ π‘‡π‘π‘œπ‘ πœƒ = 0 ⇋ πœ‡π‘ = π‘šπ‘”π‘ π‘–π‘›πœƒ βˆ’ π‘‡π‘π‘œπ‘ πœƒ
nilai torsi pada pusat piringan adalah :
Σ𝜏 = 0 ⇋ βˆ’π‘“π‘  𝑅 + 𝑇𝑅 = 0 ⇋ 𝑇 = πœ‡π‘
maka :
πœ‡π‘ = π‘šπ‘”π‘ π‘–π‘›πœƒ βˆ’ π‘‡π‘π‘œπ‘ πœƒ
𝑇 = π‘šπ‘”π‘ π‘–π‘›πœƒ βˆ’ π‘‡π‘π‘œπ‘ πœƒ
𝑇(1 + π‘π‘œπ‘ πœƒ) = π‘šπ‘”π‘ π‘–π‘›πœƒ
∴ 𝑇 =
π‘šπ‘”π‘ π‘–π‘›πœƒ
1 + π‘π‘œπ‘ πœƒ
π‘‡π‘π‘œπ‘ πœƒ
π‘šπ‘”π‘π‘œπ‘ πœƒ
π‘₯
𝑦
𝑁
𝑇𝑦
𝑇
𝑓𝑠
π‘šπ‘”πœƒ
OSN Fisika Bedah soal
350 http://ibnu2003.blogspot.com
75. Pembahasan
a. besar perlambatan sudut meja putar
πœ”0 = 2πœ‹π‘“ = 2πœ‹(0,5) = πœ‹π‘Ÿπ‘Žπ‘‘π‘ βˆ’1
πœ” = 0; 𝑅 = 1π‘š; βˆ†π‘‘ = 8𝑠
βˆ†π›Ό =
πœ” βˆ’ πœ”0
βˆ†π‘‘
= βˆ’
πœ‹
8
π‘Ÿπ‘Žπ‘‘π‘ βˆ’2
b. besar sudut yang ditempuh meja putar sesaat akan berhenti
βˆ†πœƒ = πœ”0 𝑑 βˆ’
1
2
𝛼𝑑2
βˆ†πœƒ = 8πœ‹ βˆ’
1
2
πœ‹
8
82
βˆ†πœƒ = 8πœ‹ βˆ’ 4πœ‹
βˆ†πœƒ = 4πœ‹π‘Ÿπ‘Žπ‘‘
76. Pembahasan
untuk mempemudah perhitungan pilih koordinat di dasar balok
sama dengan nol seperti gambar berikut :
persamaan hukum kekekalan energi mekanik
energi mekanik awal
πΈπ‘š π‘Žπ‘€π‘Žπ‘™ = πΈπ‘˜ π‘Žπ‘€π‘Žπ‘™ + 𝐸𝑝 π‘Žπ‘€π‘Žπ‘™
πΈπ‘š π‘Žπ‘€π‘Žπ‘™ = 0 + πΈπ‘β„Ž1 + 𝐸𝑝 𝑦1
πΈπ‘š π‘Žπ‘€π‘Žπ‘™ = πΈπ‘β„Ž1 + 𝐸𝑝 𝑦1 = π‘š2 π‘”β„Ž1 + π‘š1 𝑔𝑦1
energi mekanik akhir sistem ketika balok kedua telah bergerak
𝐼 𝑝 πœ”2
=
π‘š 𝑝 𝑅2
2
𝑣 π‘˜
𝑅2
2
=
1
2
π‘š 𝑝 𝑣 π‘˜
2
βˆ†π‘‘
πœƒ
𝑑 =
β„Ž1 βˆ’ β„Ž2
π‘ π‘–π‘›πœƒ
π‘š1
π‘š1
π‘š 𝑝
πœƒ
π‘‘β„Ž1 βˆ’ β„Ž2
β„Ž2β„Ž1
𝑦2
𝑦1
OSN Fisika Bedah soal
351 http://ibnu2003.blogspot.com
πΈπ‘š π‘Žπ‘˜β„Žπ‘–π‘Ÿ =
1
2
𝐼 𝑝 πœ”2
+
1
2
π‘š1 𝑣1
2
+
1
2
π‘š2 𝑣2
2
+ π‘š2 π‘”β„Ž2 + π‘š1 𝑔𝑦2
πΈπ‘š π‘Žπ‘˜β„Žπ‘–π‘Ÿ =
1
2
(
1
2
π‘š 𝑝 𝑣 π‘˜
2
) +
1
2
π‘š1 𝑣1
2
+
1
2
π‘š2 𝑣2
2
+ π‘š2 π‘”β„Ž2 + π‘š1 𝑔𝑦2
kekekalan energi mekanik menjadi ( πΈπ‘š π‘Žπ‘€π‘Žπ‘™ = πΈπ‘š π‘Žπ‘˜β„Žπ‘–π‘Ÿ)
𝑣 π‘˜
2
= 𝑣1
2
= 𝑣2
2
= 𝑣2
πΈπ‘š π‘Žπ‘˜β„Žπ‘–π‘Ÿ =
1
2
(
π‘š 𝑝
2
+
1
2
π‘š1 +
1
2
π‘š2)𝑣2
+ π‘š2 π‘”β„Ž2 + π‘š1 𝑔𝑦2
sehingga
π‘š1 π‘”β„Ž1 + π‘š2 𝑔𝑦1 =
1
2
(
π‘š 𝑝
2
+
1
2
π‘š1 +
1
2
π‘š2)𝑣2
+ π‘š2 π‘”β„Ž2 + π‘š1 𝑔𝑦2
perhatikan diagram diatas
𝑑 = β„Ž1 βˆ’ β„Ž2 = 𝑦2 βˆ’ 𝑦1
π‘ π‘–π‘›πœƒ =
β„Ž1 βˆ’ β„Ž2
𝑑
⇋ β„Ž1 βˆ’ β„Ž2 = π‘‘π‘ π‘–π‘›πœƒ
(
π‘š 𝑝
2
+
1
2
π‘š1 +
1
2
π‘š2) 𝑣2
= 2𝑔𝑑(π‘š2 π‘ π‘–π‘›πœƒ βˆ’ π‘š1)
(π‘š 𝑝 + 2π‘š1 + 2π‘š2)𝑣2
= 4𝑔𝑑(π‘š2 π‘ π‘–π‘›πœƒ βˆ’ π‘š1)
∴ 𝑣 = 2√
𝑔𝑑(π‘š2 π‘ π‘–π‘›πœƒ βˆ’ π‘š1)
(π‘š 𝑝 + 2π‘š1 + 2π‘š2)
77. Pembahasan
a. besar torsi pada batang terhadap ujung B sesaat setelah
batang mulai bergerak
momen gaya atau torsi menjadi
𝜏 𝐡 = π‘šπ‘”(𝐿/2)
b. besar percepatan anguler batang sesaat setelah batang mulai
bergerak. maka momen inersia tegak lurus diujung batang
adalah ( 𝐼 =
1
3
π‘šπΏ2
), maka :
𝐿/2
𝑁𝐡
π‘šπ‘”
𝐿
OSN Fisika Bedah soal
352 http://ibnu2003.blogspot.com
𝜏 𝐡 = 𝐼𝛼 =
π‘šπ‘”πΏ
2
⇋
1
3
π‘šπΏ2
𝛼 =
π‘šπ‘”πΏ
2
β‡‹βˆ΄ 𝛼 =
3𝑔
2𝐿
dapat diperoleh percepatan linier adalah ( π‘Ž = 3𝑔/2)
c. besar percepatan pusat massa batang sesaat setelah batang
mulai bergerak
∴ 𝛼 𝐡 =
1
2
𝛼 =
1
2
(
3𝑔
2𝑙
) =
3𝑔
4𝑙
78. Pembahasan
a. besar periode pendulum sebelum tumbukan
momen inersia awal pendulum
𝐼 𝑝 =
1
2
π‘š1 𝑅2
+ π‘š1 𝐿2
torsi awal pendulum terhadap poros
𝜏 𝑝 = βˆ’π‘š1 π‘”π‘™π‘ π‘–π‘›πœƒ
persamaan torsi adalah :
𝜏 𝑝 = 𝐼 𝑝 𝛼
maka :
𝐼 𝑝 𝛼 = βˆ’π‘š1 π‘”π‘™π‘ π‘–π‘›πœƒ
(
1
2
π‘š1 𝑅2
+ π‘š1 𝐿2
) 𝛼 = βˆ’π‘š1 π‘”π‘™π‘ π‘–π‘›πœƒ
( 𝑅2
+ 2𝐿2) 𝛼 = βˆ’2π‘”π‘™π‘ π‘–π‘›πœƒ
( 𝛼) adalah turunan kedua dari fungsi sudut, maka
( 𝑅2
+ 2𝐿2)
𝑑2
πœƒ
𝑑𝑑2
= βˆ’2π‘”π‘™π‘ π‘–π‘›πœƒ (π‘ π‘–π‘›πœƒ β‰ˆ πœƒ)
𝐿
𝑅
𝑅
𝑃
OSN Fisika Bedah soal
353 http://ibnu2003.blogspot.com
𝑑2
πœƒ
𝑑𝑑2
=
βˆ’2π‘”π‘™πœƒ
( 𝑅2 + 2𝐿2)
𝑑2
πœƒ
𝑑𝑑2
+
2𝑔𝑙
( 𝑅2 + 2𝐿2)
πœƒ = 0
𝑑2
πœƒ
𝑑𝑑2
+ πœ”2
πœƒ = 0
πœ”2
=
2𝑔𝑙
( 𝑅2 + 2𝐿2)
2πœ‹
𝑇
= √
2𝑔𝑙
( 𝑅2 + 2𝐿2)
∴ 𝑇 = 2πœ‹βˆš
( 𝑅2 + 2𝐿2)
2𝑔𝑙
b. kecepatan piringan ( π‘š1) sesaat sebelum ber tumbukan
dengan piringan ( π‘š2)
energi potensial pada titik terendah sama dengan nol, maka
energi mekanik awal sistem menjadi
π‘π‘œπ‘ πœƒ0 =
π‘₯
𝐿
⇋ π‘₯ = πΏπ‘π‘œπ‘ πœƒ0
πΈπ‘š π‘Žπ‘€π‘Žπ‘™ = π‘š1 𝑔𝐿 βˆ’ π‘š1 𝑔π‘₯ = π‘š1 𝑔𝐿(1βˆ’ π‘π‘œπ‘ πœƒ0)
energi mekanik akhir sistem saat di titik terendah
πΈπ‘š π‘Žπ‘˜β„Žπ‘–π‘Ÿ =
1
2
𝐼 𝑝 πœ” 𝑝
2
=
1
2
𝐼 𝑝
𝑣2
𝐿2
=
1
2
(
1
2
π‘š1 𝑅2
+ π‘š1 𝐿2
)
𝑣2
𝐿2
πΈπ‘š π‘Žπ‘€π‘Žπ‘™ = πΈπ‘š π‘Žπ‘˜β„Žπ‘–π‘Ÿ
π‘š1 𝑔𝐿(1βˆ’ π‘π‘œπ‘ πœƒ0) =
1
2
(
1
2
π‘š1 𝑅2
+ π‘š1 𝐿2
)
𝑣2
𝐿2
4𝑔𝐿3(1βˆ’ π‘π‘œπ‘ πœƒ0) = ( 𝑅2
+ 2𝐿2) 𝑣2
∴ 𝑣 = √
4𝑔𝐿3(1 βˆ’ π‘π‘œπ‘ πœƒ0)
( 𝑅2 + 2𝐿2)
OSN Fisika Bedah soal
354 http://ibnu2003.blogspot.com
c. besar kecepatan piringan sesaat setelah bertumbukan
persamaan hukum kekekalan momentum linier
π‘š1 𝑣 = (π‘š1 + π‘š2)𝑣𝑔
𝑣𝑔 =
π‘š1
π‘š1 + π‘š2
𝑣
maka :
𝑣𝑔 =
π‘š1
π‘š1 + π‘š2
√
4𝑔𝐿3(1βˆ’ π‘π‘œπ‘ πœƒ0)
( 𝑅2 + 2𝐿2)
𝑣𝑔
2
= (
π‘š1
π‘š1 + π‘š2
)
2 4𝑔𝐿3(1βˆ’ π‘π‘œπ‘ πœƒ0)
( 𝑅2 + 2𝐿2)
d. besar periode baru pendulum setelah bertumbukan
frekuensi tidak tergantung pada massa dan kedua pendulum
identik, maka periode sebelum dan sesudah tumbukan adalah
sama besar.
∴ 𝑇 = 2πœ‹βˆš
( 𝑅2 + 2𝐿2)
2𝑔𝑙
e. besar sudut maksimum yang ditempuh oleh piringan setelah
tumbukan
besar energi potensial pada titik terendah sama dengan nol,
maka energi setelah tumbukan adalah energi gabungan pada
( π‘š1) dan ( π‘š2)
πΈπ‘š 𝑔(π‘Žπ‘€π‘Žπ‘™) =
1
2
𝐼𝑔 πœ”π‘”
2
=
1
2
𝐼𝑔
𝑣𝑔
2
𝐿2
πΈπ‘š 𝑔(π‘Žπ‘€π‘Žπ‘™) =
1
2
(
1
2
(π‘š1 + π‘š2)𝑅2
+ (π‘š1 + π‘š2)𝐿2
)
𝑣𝑔
2
𝐿2
energi mekanik sesaat mencapai puncak maksimum
πΈπ‘š π‘Žπ‘˜β„Žπ‘–π‘Ÿ = (π‘š1 + π‘š2)𝑔𝐿 βˆ’ (π‘š1 + π‘š2)𝑔π‘₯
πΈπ‘š π‘Žπ‘˜β„Žπ‘–π‘Ÿ = (π‘š1 + π‘š2)𝑔𝐿(1 βˆ’ π‘π‘œπ‘ πœƒ π‘šπ‘Žπ‘˜ )
maka
πΈπ‘š 𝑔(π‘Žπ‘€π‘Žπ‘™) = πΈπ‘š π‘Žπ‘˜β„Žπ‘–π‘Ÿ
1
2
(
1
2
(π‘š1 + π‘š2)𝑅2
+ (π‘š1 + π‘š2)𝐿2
)
𝑣𝑔
2
𝐿2
= (π‘š1 + π‘š2)𝑔𝐿(1βˆ’ π‘π‘œπ‘ πœƒ π‘šπ‘Žπ‘˜ )
( 𝑅2
+ 2𝐿2) 𝑣𝑔
2
= 4𝑔𝐿3
(1 βˆ’ π‘π‘œπ‘ πœƒ π‘šπ‘Žπ‘˜ )
(1 βˆ’ π‘π‘œπ‘ πœƒ π‘šπ‘Žπ‘˜ ) =
( 𝑅2
+ 2𝐿2)
4𝑔𝐿3
(
π‘š1
π‘š1 + π‘š2
)
2 4𝑔𝐿3(1 βˆ’ π‘π‘œπ‘ πœƒ0)
( 𝑅2 + 2𝐿2)
OSN Fisika Bedah soal
355 http://ibnu2003.blogspot.com
(1 βˆ’ π‘π‘œπ‘ πœƒ π‘šπ‘Žπ‘˜ ) = (
π‘š1
π‘š1 + π‘š2
)
2
(1 βˆ’ π‘π‘œπ‘ πœƒ0)
π‘π‘œπ‘ πœƒ π‘šπ‘Žπ‘˜ = [1 βˆ’ (
π‘š1
π‘š1 + π‘š2
)
2
(1 βˆ’ π‘π‘œπ‘ πœƒ0)]
∴ πœƒ π‘šπ‘Žπ‘˜ = π‘Žπ‘Ÿπ‘ π‘π‘œπ‘ [1 βˆ’ (
π‘š1
π‘š1 + π‘š2
)
2
(1 βˆ’ π‘π‘œπ‘ πœƒ0)]
79. Pembahasan
perhatikan pergerakan kedua drum
gerak drum pada drum A (translasi)
gerak translasi
π‘šπ‘” βˆ’ 𝑇 = π‘šπ‘Ž 𝐴 …1)
dengan
π‘Ž 𝐴 = 𝛼 𝐴 𝑅 + 𝛼 𝐡 𝑅 …2)
gerak rotasi
𝜏 𝐴 = 𝐼𝛼 𝐴 β‡Œ 𝑇𝑅 =
1
2
π‘šπ‘…2
𝛼 𝐴
𝛼 𝐴 =
2𝑇
π‘šπ‘…
gerak rotasi drum pada drum B
𝜏 𝐡 = 𝐼𝛼 𝐡
𝑇𝑅 =
1
2
π‘šπ‘…2
𝛼 𝐡
𝛼 𝐡 =
2𝑇
π‘šπ‘…
maka ( 𝛼 𝐴 = 𝛼 𝐡 ), sehingga
π‘Ž 𝐴 = 𝛼 𝐴 𝑅 + 𝛼 𝐴 𝑅 = 2𝛼 𝐴 𝑅
𝐴
𝑅
π‘šπ‘”
𝑇
𝐡
𝑅
𝑇
OSN Fisika Bedah soal
356 http://ibnu2003.blogspot.com
maka nilai tegangan talinya adalah :
𝛼 𝐴 =
2𝑇
π‘šπ‘…
β‡‹βˆ΄ 𝑇 =
π‘šπ‘…π›Ό 𝐴
2
=
π‘šπ‘…π‘Ž 𝐴
2(2𝑅)
=
π‘šπ‘Ž 𝐴
4
untuk percepatan gabungan menjadi
π‘šπ‘” βˆ’ 𝑇 = π‘šπ‘Ž 𝐴
π‘šπ‘” βˆ’
π‘šπ‘Ž 𝐴
4
= π‘šπ‘Ž 𝐴
π‘Ž 𝐴 (1 +
1
4
) = 𝑔
∴ π‘Ž 𝐴 =
4
5
𝑔
80. Pembahasan
perhatikan gambar diagram gaya yang bekerja
a. penentuan arah rotasi yo-yo jika tali ditarik dengan hati-hati
(lembut) dan jika tali ditarik dengan keras.
persamaan torsi
𝜏 = 𝐼𝛼 …1)
𝜏 = 𝑓𝑅 βˆ’ 𝐹𝑏…2)
gaya yang bekerja menjadi
𝐹 βˆ’ 𝑓 = π‘šπ‘Ž …3)
supaya tidak terjadi slip,
maka gerak sepanjang lantai berlaku ( π‘Ž = 𝛼𝑅)
𝑓𝑅 βˆ’ 𝐹𝑏 = 𝐼𝛼 ⇋ 𝑓𝑅 βˆ’ 𝐹𝑏 =
1
2
π‘šπ‘…2
π‘Ž
𝑅
𝑓 βˆ’
𝑏
𝑅
𝐹 =
1
2
π‘šπ‘Ž …4)
masukkan persamaan 4) ke 2)
𝐹 βˆ’ (
𝑏
𝑅
𝐹 +
1
2
π‘šπ‘Ž) = π‘šπ‘Ž ⇋ 𝐹(1 βˆ’
𝑏
𝑅
) =
3
2
π‘šπ‘Ž
∴ π‘Ž =
2𝐹
3π‘š
[1 βˆ’
𝑏
𝑅
]…5)
𝑅
𝐹
𝑏
𝑓
OSN Fisika Bedah soal
357 http://ibnu2003.blogspot.com
masukkan persamaan 5) ke 3)
𝐹 βˆ’ 𝑓 = π‘šπ‘Ž
𝐹 βˆ’ 𝑓 = π‘š (
2𝐹
3π‘š
[1 βˆ’
𝑏
𝑅
])
𝐹 βˆ’ 𝑓 =
2𝐹
3
(1 βˆ’
𝑏
𝑅
)
∴ 𝑓 =
𝐹
3
(1 +
2𝑏
𝑅
)…6)
gaya gesek akan maksimum apabila
R=b, maka gaya gesek (f) akan sebanding dengan gaya (F),
maka :
𝑓 =
𝐹
3
(1 +
2𝑏
𝑅
) =
𝐹
3
(1 +
2.1
1
) = 𝐹
dengan demikian bahwa gaya gesek maksimum sama dengan
( 𝑓 = πœ‡ 𝑠 π‘šπ‘”)
οƒ˜ jika ditarik pelan-pelan, maka yo-yo akan berotasi searah
jarum jam tanpa slip
οƒ˜ jika ditarik tiba-tiba, maka yo-yo akan berotasi
berlawanan jarum jam dan slip
b. nilai maksimum gaya tarik F yang mana yo-yo akan berotasi
tanpa slip
gunakan persamaan 6)
𝑓 =
𝐹
3
(1 +
2𝑏
𝑅
) ⇋ 3𝑓 = 𝐹 (1 +
2𝑏
𝑅
)
𝐹 π‘šπ‘Žπ‘˜π‘  =
3𝑓
(1 +
2𝑏
𝑅
)
β‡‹βˆ΄ 𝐹 π‘šπ‘Žπ‘˜π‘  =
3πœ‡ 𝑠 π‘šπ‘”
(1 +
2𝑏
𝑅
)

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

13-21osn fisika (tkunci)
13-21osn fisika (tkunci)13-21osn fisika (tkunci)
13-21osn fisika (tkunci)
Β 
61-70 osn fisika (soal)
61-70 osn fisika (soal)61-70 osn fisika (soal)
61-70 osn fisika (soal)
Β 
81-90 osn fisika (tkunci)
81-90 osn fisika (tkunci)81-90 osn fisika (tkunci)
81-90 osn fisika (tkunci)
Β 
1-12 osn fisika (soal)
1-12 osn fisika (soal)1-12 osn fisika (soal)
1-12 osn fisika (soal)
Β 
31-40 osn fisika (soal)
31-40 osn fisika (soal)31-40 osn fisika (soal)
31-40 osn fisika (soal)
Β 
81-90 osn fisika (soal)
81-90 osn fisika (soal)81-90 osn fisika (soal)
81-90 osn fisika (soal)
Β 
91 100 osn fisika (tkunci)
91 100 osn fisika (tkunci)91 100 osn fisika (tkunci)
91 100 osn fisika (tkunci)
Β 
13-21osn fisika (soal)
13-21osn fisika (soal)13-21osn fisika (soal)
13-21osn fisika (soal)
Β 
91-100 osn fisika (soal)
91-100 osn fisika (soal)91-100 osn fisika (soal)
91-100 osn fisika (soal)
Β 
2003 osnk fisika (tkunci)
2003 osnk fisika (tkunci)2003 osnk fisika (tkunci)
2003 osnk fisika (tkunci)
Β 
hukum 2 newton dan bidang miring
hukum 2 newton dan bidang miringhukum 2 newton dan bidang miring
hukum 2 newton dan bidang miring
Β 
2008 osnk fisika (tkunci)
2008 osnk fisika (tkunci)2008 osnk fisika (tkunci)
2008 osnk fisika (tkunci)
Β 
Analisa matriks
Analisa matriksAnalisa matriks
Analisa matriks
Β 
3
33
3
Β 
Bagian e
Bagian eBagian e
Bagian e
Β 
Dot Product dan Cross Product
Dot Product dan Cross ProductDot Product dan Cross Product
Dot Product dan Cross Product
Β 
Soal osn fisika 2007 prov+sol
Soal osn fisika 2007 prov+solSoal osn fisika 2007 prov+sol
Soal osn fisika 2007 prov+sol
Β 
analisa-struktur
analisa-strukturanalisa-struktur
analisa-struktur
Β 
rumus fisika sma lengkap
rumus fisika sma lengkaprumus fisika sma lengkap
rumus fisika sma lengkap
Β 
MEKANIKA TEKNIK 1- BALOK GERBER
MEKANIKA TEKNIK 1- BALOK GERBERMEKANIKA TEKNIK 1- BALOK GERBER
MEKANIKA TEKNIK 1- BALOK GERBER
Β 

Similar to 71-80 osn fisika (tkunci)

Similar to 71-80 osn fisika (tkunci) (20)

61 70 osn fisika (tkunci)
61 70 osn fisika (tkunci)61 70 osn fisika (tkunci)
61 70 osn fisika (tkunci)
Β 
2012 osnk fisika (tkunci)
2012 osnk fisika (tkunci)2012 osnk fisika (tkunci)
2012 osnk fisika (tkunci)
Β 
2013 osnk fisika (tkunci)
2013 osnk fisika (tkunci)2013 osnk fisika (tkunci)
2013 osnk fisika (tkunci)
Β 
2007 osnk fisika (tkunci)
2007 osnk fisika (tkunci)2007 osnk fisika (tkunci)
2007 osnk fisika (tkunci)
Β 
2011 osnk fisika (tkunci)
2011 osnk fisika (tkunci)2011 osnk fisika (tkunci)
2011 osnk fisika (tkunci)
Β 
2014 osnk fisika (tkunci)
2014 osnk fisika (tkunci)2014 osnk fisika (tkunci)
2014 osnk fisika (tkunci)
Β 
2010 osnk fisika (tkunci)
2010 osnk fisika (tkunci)2010 osnk fisika (tkunci)
2010 osnk fisika (tkunci)
Β 
2009 osnk fisika (tkunci)
2009 osnk fisika (tkunci)2009 osnk fisika (tkunci)
2009 osnk fisika (tkunci)
Β 
2005 osnk fisika (tkunci)
2005 osnk fisika (tkunci)2005 osnk fisika (tkunci)
2005 osnk fisika (tkunci)
Β 
2006 osnk fisika (tkunci)
2006 osnk fisika (tkunci)2006 osnk fisika (tkunci)
2006 osnk fisika (tkunci)
Β 
Soal dan pembahasan fisika part 2
Soal dan pembahasan fisika part 2Soal dan pembahasan fisika part 2
Soal dan pembahasan fisika part 2
Β 
Elemen Mesin 1 - Keling 2
Elemen Mesin 1 - Keling 2Elemen Mesin 1 - Keling 2
Elemen Mesin 1 - Keling 2
Β 
Elemen Mesin 1 - Keling 1
Elemen Mesin 1 - Keling 1Elemen Mesin 1 - Keling 1
Elemen Mesin 1 - Keling 1
Β 
2004 osnk fisika (tkunci)
2004 osnk fisika (tkunci)2004 osnk fisika (tkunci)
2004 osnk fisika (tkunci)
Β 
PPT FISIKA GERAK HARMONIK SEDERHANA
PPT FISIKA GERAK HARMONIK SEDERHANAPPT FISIKA GERAK HARMONIK SEDERHANA
PPT FISIKA GERAK HARMONIK SEDERHANA
Β 
Analisis tegangan dan regangan bidang
Analisis tegangan dan regangan bidangAnalisis tegangan dan regangan bidang
Analisis tegangan dan regangan bidang
Β 
Tugas getaran mekanis ( fungsi matematika getaran mekanis )
Tugas getaran mekanis ( fungsi matematika getaran mekanis )Tugas getaran mekanis ( fungsi matematika getaran mekanis )
Tugas getaran mekanis ( fungsi matematika getaran mekanis )
Β 
Lingkaran Mohr utk tegangan
Lingkaran Mohr utk teganganLingkaran Mohr utk tegangan
Lingkaran Mohr utk tegangan
Β 
Perencanaan balok
Perencanaan balokPerencanaan balok
Perencanaan balok
Β 
(2)analisa tegangan
(2)analisa tegangan(2)analisa tegangan
(2)analisa tegangan
Β 

More from SMA Negeri 9 KERINCI

More from SMA Negeri 9 KERINCI (19)

Latihan osp fisika soal 93
Latihan osp fisika soal 93Latihan osp fisika soal 93
Latihan osp fisika soal 93
Β 
Latihan osp fisika soal 94
Latihan osp fisika soal 94Latihan osp fisika soal 94
Latihan osp fisika soal 94
Β 
Latihan osp fisika soal 95
Latihan osp fisika soal 95Latihan osp fisika soal 95
Latihan osp fisika soal 95
Β 
Latihan osp fisika soal 96
Latihan osp fisika soal 96Latihan osp fisika soal 96
Latihan osp fisika soal 96
Β 
Latihan osp fisika soal 97
Latihan osp fisika soal 97Latihan osp fisika soal 97
Latihan osp fisika soal 97
Β 
Latihan osp fisika soal 98
Latihan osp fisika soal 98Latihan osp fisika soal 98
Latihan osp fisika soal 98
Β 
Latihan osp fisika soal 99
Latihan osp fisika soal 99Latihan osp fisika soal 99
Latihan osp fisika soal 99
Β 
Latihan osp fisika soal 100
Latihan osp fisika soal 100Latihan osp fisika soal 100
Latihan osp fisika soal 100
Β 
2014 osnk fisika (soal)
2014 osnk fisika (soal)2014 osnk fisika (soal)
2014 osnk fisika (soal)
Β 
2013 osnk fisika (soal)
2013 osnk fisika (soal)2013 osnk fisika (soal)
2013 osnk fisika (soal)
Β 
2012 osnk fisika (soal)
2012 osnk fisika (soal)2012 osnk fisika (soal)
2012 osnk fisika (soal)
Β 
2011 osnk fisika (soal)
2011 osnk fisika (soal)2011 osnk fisika (soal)
2011 osnk fisika (soal)
Β 
2010 osnk fisika (soal)
2010 osnk fisika (soal)2010 osnk fisika (soal)
2010 osnk fisika (soal)
Β 
2009 osnk fisika (soal)
2009 osnk fisika (soal)2009 osnk fisika (soal)
2009 osnk fisika (soal)
Β 
2008 osnk fisika (soal)
2008 osnk fisika (soal)2008 osnk fisika (soal)
2008 osnk fisika (soal)
Β 
2007 osnk fisika (soal)
2007 osnk fisika (soal)2007 osnk fisika (soal)
2007 osnk fisika (soal)
Β 
2006 osnk fisika (soal)
2006 osnk fisika (soal)2006 osnk fisika (soal)
2006 osnk fisika (soal)
Β 
2005 osnk fisika (soal)
2005 osnk fisika (soal)2005 osnk fisika (soal)
2005 osnk fisika (soal)
Β 
2004 osnk fisika (soal)
2004 osnk fisika (soal)2004 osnk fisika (soal)
2004 osnk fisika (soal)
Β 

Recently uploaded

Form B1 Rubrik Observasi Presentasi Visi Misi -1.docx
Form B1 Rubrik Observasi Presentasi Visi Misi -1.docxForm B1 Rubrik Observasi Presentasi Visi Misi -1.docx
Form B1 Rubrik Observasi Presentasi Visi Misi -1.docx
EkoPutuKromo
Β 
Paparan Kurikulum Satuan Pendidikan_LOKAKARYA TPK 2024.pptx.pdf
Paparan Kurikulum Satuan Pendidikan_LOKAKARYA TPK 2024.pptx.pdfPaparan Kurikulum Satuan Pendidikan_LOKAKARYA TPK 2024.pptx.pdf
Paparan Kurikulum Satuan Pendidikan_LOKAKARYA TPK 2024.pptx.pdf
SEMUELSAMBOKARAENG
Β 
Solusi dan Strategi ATHG yang di hadapi Indonesia (Kelas 11).pptx
Solusi dan Strategi ATHG yang di hadapi Indonesia (Kelas 11).pptxSolusi dan Strategi ATHG yang di hadapi Indonesia (Kelas 11).pptx
Solusi dan Strategi ATHG yang di hadapi Indonesia (Kelas 11).pptx
AgungRomadhon3
Β 
ppt-menghindari-marah-ghadab-membiasakan-kontrol-diri-dan-berani-membela-kebe...
ppt-menghindari-marah-ghadab-membiasakan-kontrol-diri-dan-berani-membela-kebe...ppt-menghindari-marah-ghadab-membiasakan-kontrol-diri-dan-berani-membela-kebe...
ppt-menghindari-marah-ghadab-membiasakan-kontrol-diri-dan-berani-membela-kebe...
AgusRahmat39
Β 
Prensentasi Visi Misi Sekolah dalam rangka observasi pengawas
Prensentasi Visi Misi Sekolah dalam rangka observasi pengawasPrensentasi Visi Misi Sekolah dalam rangka observasi pengawas
Prensentasi Visi Misi Sekolah dalam rangka observasi pengawas
suprihatin1885
Β 

Recently uploaded (20)

RUBRIK OBSERVASI KINERJA KEPALA SEKOLAH.docx
RUBRIK OBSERVASI KINERJA KEPALA SEKOLAH.docxRUBRIK OBSERVASI KINERJA KEPALA SEKOLAH.docx
RUBRIK OBSERVASI KINERJA KEPALA SEKOLAH.docx
Β 
Sejarah dan Perkembangan Agama Hindu.pptx
Sejarah dan Perkembangan Agama Hindu.pptxSejarah dan Perkembangan Agama Hindu.pptx
Sejarah dan Perkembangan Agama Hindu.pptx
Β 
LAPORAN EKSTRAKURIKULER SEKOLAH DASAR NEGERI
LAPORAN EKSTRAKURIKULER SEKOLAH DASAR NEGERILAPORAN EKSTRAKURIKULER SEKOLAH DASAR NEGERI
LAPORAN EKSTRAKURIKULER SEKOLAH DASAR NEGERI
Β 
Presentasi visi misi revisi sekolah dasar.pptx
Presentasi visi misi revisi sekolah dasar.pptxPresentasi visi misi revisi sekolah dasar.pptx
Presentasi visi misi revisi sekolah dasar.pptx
Β 
Tugas 1 Statistik Pendidikan UT Tahun 2024
Tugas 1 Statistik Pendidikan UT Tahun 2024Tugas 1 Statistik Pendidikan UT Tahun 2024
Tugas 1 Statistik Pendidikan UT Tahun 2024
Β 
Form B1 Rubrik Observasi Presentasi Visi Misi -1.docx
Form B1 Rubrik Observasi Presentasi Visi Misi -1.docxForm B1 Rubrik Observasi Presentasi Visi Misi -1.docx
Form B1 Rubrik Observasi Presentasi Visi Misi -1.docx
Β 
RUBRIK OBSERVASI KINERJA KEPALA SEKOLAH.docx
RUBRIK OBSERVASI KINERJA KEPALA SEKOLAH.docxRUBRIK OBSERVASI KINERJA KEPALA SEKOLAH.docx
RUBRIK OBSERVASI KINERJA KEPALA SEKOLAH.docx
Β 
Paparan Kurikulum Satuan Pendidikan_LOKAKARYA TPK 2024.pptx.pdf
Paparan Kurikulum Satuan Pendidikan_LOKAKARYA TPK 2024.pptx.pdfPaparan Kurikulum Satuan Pendidikan_LOKAKARYA TPK 2024.pptx.pdf
Paparan Kurikulum Satuan Pendidikan_LOKAKARYA TPK 2024.pptx.pdf
Β 
Seminar: Sekolah Alkitab Liburan (SAL) 2024
Seminar: Sekolah Alkitab Liburan (SAL) 2024Seminar: Sekolah Alkitab Liburan (SAL) 2024
Seminar: Sekolah Alkitab Liburan (SAL) 2024
Β 
Solusi dan Strategi ATHG yang di hadapi Indonesia (Kelas 11).pptx
Solusi dan Strategi ATHG yang di hadapi Indonesia (Kelas 11).pptxSolusi dan Strategi ATHG yang di hadapi Indonesia (Kelas 11).pptx
Solusi dan Strategi ATHG yang di hadapi Indonesia (Kelas 11).pptx
Β 
ppt-menghindari-marah-ghadab-membiasakan-kontrol-diri-dan-berani-membela-kebe...
ppt-menghindari-marah-ghadab-membiasakan-kontrol-diri-dan-berani-membela-kebe...ppt-menghindari-marah-ghadab-membiasakan-kontrol-diri-dan-berani-membela-kebe...
ppt-menghindari-marah-ghadab-membiasakan-kontrol-diri-dan-berani-membela-kebe...
Β 
PPT Aksi Nyata Diseminasi Modul 1.4.pptx
PPT Aksi Nyata Diseminasi Modul 1.4.pptxPPT Aksi Nyata Diseminasi Modul 1.4.pptx
PPT Aksi Nyata Diseminasi Modul 1.4.pptx
Β 
Sosialisme Kapitalis Karl Marx (Dosen Pengampu: Khoirin Nisai Shalihati)
Sosialisme Kapitalis Karl Marx (Dosen Pengampu: Khoirin Nisai Shalihati)Sosialisme Kapitalis Karl Marx (Dosen Pengampu: Khoirin Nisai Shalihati)
Sosialisme Kapitalis Karl Marx (Dosen Pengampu: Khoirin Nisai Shalihati)
Β 
Dokumen Rangkuman Kehadiran Guru ini dipergunakan sebagai bukti dukung yang w...
Dokumen Rangkuman Kehadiran Guru ini dipergunakan sebagai bukti dukung yang w...Dokumen Rangkuman Kehadiran Guru ini dipergunakan sebagai bukti dukung yang w...
Dokumen Rangkuman Kehadiran Guru ini dipergunakan sebagai bukti dukung yang w...
Β 
Modul P5 Berekayasa dan Berteknologi untuk Membangun NKRI.pptx
Modul P5 Berekayasa dan Berteknologi untuk Membangun NKRI.pptxModul P5 Berekayasa dan Berteknologi untuk Membangun NKRI.pptx
Modul P5 Berekayasa dan Berteknologi untuk Membangun NKRI.pptx
Β 
Repi jayanti_2021 B_Analsis Kritis Jurnal
Repi jayanti_2021 B_Analsis Kritis JurnalRepi jayanti_2021 B_Analsis Kritis Jurnal
Repi jayanti_2021 B_Analsis Kritis Jurnal
Β 
Naufal Khawariz_2021 B_Analisis Kritis Jurnal.pdf
Naufal Khawariz_2021 B_Analisis Kritis Jurnal.pdfNaufal Khawariz_2021 B_Analisis Kritis Jurnal.pdf
Naufal Khawariz_2021 B_Analisis Kritis Jurnal.pdf
Β 
LK 1 - 5T Keputusan Berdampak (1). SDN 001 BU.pdf
LK 1 - 5T Keputusan Berdampak (1). SDN 001 BU.pdfLK 1 - 5T Keputusan Berdampak (1). SDN 001 BU.pdf
LK 1 - 5T Keputusan Berdampak (1). SDN 001 BU.pdf
Β 
Konflik dan Negosiasi dalam perilaku organisai
Konflik dan Negosiasi dalam perilaku organisaiKonflik dan Negosiasi dalam perilaku organisai
Konflik dan Negosiasi dalam perilaku organisai
Β 
Prensentasi Visi Misi Sekolah dalam rangka observasi pengawas
Prensentasi Visi Misi Sekolah dalam rangka observasi pengawasPrensentasi Visi Misi Sekolah dalam rangka observasi pengawas
Prensentasi Visi Misi Sekolah dalam rangka observasi pengawas
Β 

71-80 osn fisika (tkunci)

  • 1. OSN Fisika Bedah soal 346 http://ibnu2003.blogspot.com 71. Pembahasan a. perhatikan gambar diagram bebas untuk batang b. persamaan keseimbangan statik batang (terdiri dari persamaan gaya dan torsi) π‘ π‘’π‘šπ‘π‘’ π‘₯ ∢ 𝐹 π‘₯ βˆ’ π‘‡π‘π‘œπ‘ 300 = 0…1) π‘ π‘’π‘šπ‘π‘’ 𝑦 ∢ 𝐹 𝑦 βˆ’ π‘š1 𝑔 βˆ’ π‘š2 𝑔+ 𝑇𝑠𝑖𝑛300 = 0…2) persamaan kesetimbangan torsi pada titik tumpu dinding π‘š2 𝑔𝑑 + ( π‘š1 𝑔𝐿 2 ) βˆ’ πΏπ‘‡π‘ π‘–π‘›πœƒ = 0 𝑇 = 2π‘š2 𝑔𝑑 + π‘š1 𝑔𝐿 2πΏπ‘ π‘–π‘›πœƒ ∴ 𝑇 = [ π‘š2 𝑑 𝐿 + π‘š1 2 ] 𝑔 π‘ π‘–π‘›πœƒ c. besar tegangan kabel 𝑇 = 2π‘š2 𝑔𝑑 + π‘š1 𝑔𝐿 𝐿 β‡‹βˆ΄ 𝑇 = 2𝑑 𝐿 𝑀2 + 𝑀1 𝑇 = 2𝑑 𝐿 𝑀2 + 𝑀1 = 2024𝑁 d. nilai komponen gaya horizontal dan vertikal yang diberikan dinding terhadap batang persamaan 1) dan 2) 𝐹π‘₯ = π‘‡π‘π‘œπ‘ 300 = 1012√3𝑁 𝐹𝑦 = π‘š1 𝑔 + π‘š2 𝑔 βˆ’ 𝑇𝑠𝑖𝑛300 = 1048𝑁 𝑦 𝑑 𝑇 π‘₯ 𝐿/2 π‘š2 𝑔 𝐹π‘₯ 𝐹𝑦 π‘š1 𝑔 300
  • 2. OSN Fisika Bedah soal 347 http://ibnu2003.blogspot.com 72. Pembahasan a. besar gaya gesek statis antara tangga dan lantai diagram gaya benda bebas pada tangga persamaan kesetimbangan statik untuk gaya pada tangga 𝑠𝑏( π‘₯): 𝑓𝑔 βˆ’ 𝑁2 = 0 β‡Œ 𝑓𝑔 = 𝑁2 𝑠𝑏( 𝑦): 𝑁1 βˆ’ π‘š 𝑝 𝑔 βˆ’ π‘š1 𝑔 = 0 β‡Œ 𝑁1 = π‘š 𝑝 𝑔 + π‘š1 𝑔 persamaan momen gaya (torsi) untuk tangga. ( π‘š 𝑝), ( π‘š1) dan jarak horizontalnya diperoleh π‘π‘œπ‘ πœƒ = π‘₯ 𝑝 𝑑/3 β‡‹βˆ΄ π‘₯ 𝑝 = 𝑑 3 π‘π‘œπ‘ πœƒ π‘π‘œπ‘ πœƒ = π‘₯1 𝑑/2 β‡‹βˆ΄ π‘₯1 = 𝑑 2 π‘π‘œπ‘ πœƒ ( 𝑁2), jarak vertikalnya diperoleh π‘ π‘–π‘›πœƒ = 𝑦 𝑑 β‡‹βˆ΄ 𝑦 = π‘‘π‘ π‘–π‘›πœƒ maka : Σ𝜏 = 0 ⇋ π‘š 𝑝 𝑔π‘₯ 𝑝 + π‘š1 𝑔π‘₯1 βˆ’ 𝑁2 𝑦 = 0 π‘š 𝑝 𝑔 𝑑 3 π‘π‘œπ‘ πœƒ + π‘š1 𝑔 𝑑 2 π‘π‘œπ‘ πœƒ βˆ’ 𝑁2 π‘‘π‘ π‘–π‘›πœƒ = 0 ∴ 𝑁2 = ( π‘š 𝑝 3 + π‘š1 2 )𝑔 π‘π‘œπ‘ πœƒ π‘ π‘–π‘›πœƒ ⇋ 𝑓𝑔 = ( π‘š 𝑝 3 + π‘š1 2 )𝑔 π‘π‘œπ‘ πœƒ π‘ π‘–π‘›πœƒ b. besar koefisien gesek minimum agar tangga tidak slip. syarat agar tangga tidak slip adalah 𝑓𝑔 = πœ‡ 𝑠 𝑁1 = πœ‡ 𝑠(π‘š 𝑝 𝑔 + π‘š1 𝑔) maka : πœ‡ 𝑠(π‘š 𝑝 + π‘š1) = ( π‘š 𝑝 3 + π‘š1 2 ) π‘π‘œπ‘ πœƒ π‘ π‘–π‘›πœƒ ∴ πœ‡ 𝑠 = [ 2π‘š 𝑝 + 3π‘š1 6(π‘š 𝑝 + π‘š1) ] π‘π‘œπ‘ πœƒ π‘ π‘–π‘›πœƒ 𝑁1 πœƒ 𝑓𝑔 𝑁2 π‘š1 𝑔 π‘š 𝑝 𝑔 π‘₯ 𝑦
  • 3. OSN Fisika Bedah soal 348 http://ibnu2003.blogspot.com 73. Pembahasan a. gambar diagram benda bebas pada silinder ( 𝑁1) adalah gaya normal silinder sisi kiri ( 𝑓1) adalah gaya gesek silinder sisi kiri ( 𝑁2) adalah gaya normal silinder sisi kanan ( 𝑓2 ) adalah gaya gesek silinder sisi kanan b. besar gaya normal pada sisi silinder sebelah kiri dan kanan gaya gesek pada kedua sisi adalah : 𝑓1 = πœ‡π‘1 ⇋ 𝑓2 = πœ‡π‘2 …1) pusat massa silinder tidak berpindah, maka resultan gaya pada sb-x dan sb-y sama dengan nol.( πœƒ = 450 ) Σ𝐹π‘₯ = 0 𝑁2π‘₯ βˆ’ 𝑁1π‘₯ βˆ’ 𝑓1π‘₯ βˆ’ 𝑓2π‘₯ = 0 𝑁2 π‘π‘œπ‘ πœƒ βˆ’ 𝑓2 π‘π‘œπ‘ πœƒ βˆ’ 𝑁1 π‘π‘œπ‘ πœƒ βˆ’ 𝑓1 π‘π‘œπ‘ πœƒ = 0 𝑁2 π‘π‘œπ‘ πœƒ βˆ’ πœ‡π‘2 π‘π‘œπ‘ πœƒ βˆ’ 𝑁1 π‘π‘œπ‘ πœƒ βˆ’ πœ‡π‘1 π‘π‘œπ‘ πœƒ = 0 𝑁2 π‘π‘œπ‘ πœƒ(1 βˆ’ πœ‡) βˆ’ 𝑁1 π‘π‘œπ‘ πœƒ(1+ πœ‡) = 0 𝑁2 π‘π‘œπ‘ πœƒ(1 βˆ’ πœ‡) = 𝑁1 π‘π‘œπ‘ πœƒ(1+ πœ‡) ∴ 𝑁2 = 𝑁1 (1 + πœ‡) (1 βˆ’ πœ‡) ∴ 𝑁1 = 𝑁2 (1 βˆ’ πœ‡) (1 + πœ‡) Σ𝐹𝑦 = 0 𝑁2 π‘ π‘–π‘›πœƒ + 𝑓2 π‘ π‘–π‘›πœƒ + 𝑁1 π‘ π‘–π‘›πœƒ βˆ’ 𝑓1 π‘ π‘–π‘›πœƒ = π‘šπ‘” 𝑁1 π‘ π‘–π‘›πœƒ(1 βˆ’ πœ‡) + 𝑁2 π‘ π‘–π‘›πœƒ(1+ πœ‡) = π‘šπ‘” nilai ( 𝑁1) dan ( 𝑁2) 𝑁1 π‘ π‘–π‘›πœƒ[(1βˆ’ πœ‡)2 + (1 + πœ‡)2] = π‘šπ‘”(1βˆ’ πœ‡) π‘˜π‘Žπ‘›π‘Žπ‘› π‘˜π‘–π‘Ÿπ‘– 𝑁1 𝑁2 𝑓1 𝑓2 π‘šπ‘” πœƒ πœƒπ‘“2π‘₯ 𝑁2𝑦 𝑁2π‘₯ 𝑁2 𝑓2𝑦 𝑓2 𝑓1 𝑁1𝑦 πœƒ πœƒπ‘1π‘₯ 𝑁1 𝑓1𝑦 𝑓1π‘₯
  • 4. OSN Fisika Bedah soal 349 http://ibnu2003.blogspot.com ∴ 𝑁1 = √2π‘šπ‘”(1βˆ’ πœ‡) (1 βˆ’ πœ‡)2 + (1 + πœ‡)2 ∴ 𝑁2 = √2π‘šπ‘”(1+ πœ‡) [(1βˆ’ πœ‡)2 + (1 + πœ‡)2] c. besar torsi gesek terhadap pusat silinder Σ𝜏 π‘π‘’π‘ π‘Žπ‘‘ = ( 𝑓1 + 𝑓2 ) 𝑅 = πœ‡( 𝑁1 + 𝑁2) 𝑅 Σ𝜏 π‘π‘’π‘ π‘Žπ‘‘ = √2πœ‡π‘šπ‘”π‘…( (1 βˆ’ πœ‡) + (1 + πœ‡) (1 βˆ’ πœ‡)2 + (1 + πœ‡)2 ) ∴ Σ𝜏 π‘π‘’π‘ π‘Žπ‘‘ = 2√2πœ‡π‘šπ‘”π‘… (1 βˆ’ πœ‡)2 + (1 + πœ‡)2 74. Pembahasan besar tegangan tali yang menghubungkan piringan dan bidang miring. Perhatikan kesetimbangan statik gaya-gaya pada sumbu x π‘šπ‘”π‘ π‘–π‘›πœƒ βˆ’ 𝑓𝑠 βˆ’ π‘‡π‘π‘œπ‘ πœƒ = 0 ⇋ πœ‡π‘ = π‘šπ‘”π‘ π‘–π‘›πœƒ βˆ’ π‘‡π‘π‘œπ‘ πœƒ nilai torsi pada pusat piringan adalah : Σ𝜏 = 0 ⇋ βˆ’π‘“π‘  𝑅 + 𝑇𝑅 = 0 ⇋ 𝑇 = πœ‡π‘ maka : πœ‡π‘ = π‘šπ‘”π‘ π‘–π‘›πœƒ βˆ’ π‘‡π‘π‘œπ‘ πœƒ 𝑇 = π‘šπ‘”π‘ π‘–π‘›πœƒ βˆ’ π‘‡π‘π‘œπ‘ πœƒ 𝑇(1 + π‘π‘œπ‘ πœƒ) = π‘šπ‘”π‘ π‘–π‘›πœƒ ∴ 𝑇 = π‘šπ‘”π‘ π‘–π‘›πœƒ 1 + π‘π‘œπ‘ πœƒ π‘‡π‘π‘œπ‘ πœƒ π‘šπ‘”π‘π‘œπ‘ πœƒ π‘₯ 𝑦 𝑁 𝑇𝑦 𝑇 𝑓𝑠 π‘šπ‘”πœƒ
  • 5. OSN Fisika Bedah soal 350 http://ibnu2003.blogspot.com 75. Pembahasan a. besar perlambatan sudut meja putar πœ”0 = 2πœ‹π‘“ = 2πœ‹(0,5) = πœ‹π‘Ÿπ‘Žπ‘‘π‘ βˆ’1 πœ” = 0; 𝑅 = 1π‘š; βˆ†π‘‘ = 8𝑠 βˆ†π›Ό = πœ” βˆ’ πœ”0 βˆ†π‘‘ = βˆ’ πœ‹ 8 π‘Ÿπ‘Žπ‘‘π‘ βˆ’2 b. besar sudut yang ditempuh meja putar sesaat akan berhenti βˆ†πœƒ = πœ”0 𝑑 βˆ’ 1 2 𝛼𝑑2 βˆ†πœƒ = 8πœ‹ βˆ’ 1 2 πœ‹ 8 82 βˆ†πœƒ = 8πœ‹ βˆ’ 4πœ‹ βˆ†πœƒ = 4πœ‹π‘Ÿπ‘Žπ‘‘ 76. Pembahasan untuk mempemudah perhitungan pilih koordinat di dasar balok sama dengan nol seperti gambar berikut : persamaan hukum kekekalan energi mekanik energi mekanik awal πΈπ‘š π‘Žπ‘€π‘Žπ‘™ = πΈπ‘˜ π‘Žπ‘€π‘Žπ‘™ + 𝐸𝑝 π‘Žπ‘€π‘Žπ‘™ πΈπ‘š π‘Žπ‘€π‘Žπ‘™ = 0 + πΈπ‘β„Ž1 + 𝐸𝑝 𝑦1 πΈπ‘š π‘Žπ‘€π‘Žπ‘™ = πΈπ‘β„Ž1 + 𝐸𝑝 𝑦1 = π‘š2 π‘”β„Ž1 + π‘š1 𝑔𝑦1 energi mekanik akhir sistem ketika balok kedua telah bergerak 𝐼 𝑝 πœ”2 = π‘š 𝑝 𝑅2 2 𝑣 π‘˜ 𝑅2 2 = 1 2 π‘š 𝑝 𝑣 π‘˜ 2 βˆ†π‘‘ πœƒ 𝑑 = β„Ž1 βˆ’ β„Ž2 π‘ π‘–π‘›πœƒ π‘š1 π‘š1 π‘š 𝑝 πœƒ π‘‘β„Ž1 βˆ’ β„Ž2 β„Ž2β„Ž1 𝑦2 𝑦1
  • 6. OSN Fisika Bedah soal 351 http://ibnu2003.blogspot.com πΈπ‘š π‘Žπ‘˜β„Žπ‘–π‘Ÿ = 1 2 𝐼 𝑝 πœ”2 + 1 2 π‘š1 𝑣1 2 + 1 2 π‘š2 𝑣2 2 + π‘š2 π‘”β„Ž2 + π‘š1 𝑔𝑦2 πΈπ‘š π‘Žπ‘˜β„Žπ‘–π‘Ÿ = 1 2 ( 1 2 π‘š 𝑝 𝑣 π‘˜ 2 ) + 1 2 π‘š1 𝑣1 2 + 1 2 π‘š2 𝑣2 2 + π‘š2 π‘”β„Ž2 + π‘š1 𝑔𝑦2 kekekalan energi mekanik menjadi ( πΈπ‘š π‘Žπ‘€π‘Žπ‘™ = πΈπ‘š π‘Žπ‘˜β„Žπ‘–π‘Ÿ) 𝑣 π‘˜ 2 = 𝑣1 2 = 𝑣2 2 = 𝑣2 πΈπ‘š π‘Žπ‘˜β„Žπ‘–π‘Ÿ = 1 2 ( π‘š 𝑝 2 + 1 2 π‘š1 + 1 2 π‘š2)𝑣2 + π‘š2 π‘”β„Ž2 + π‘š1 𝑔𝑦2 sehingga π‘š1 π‘”β„Ž1 + π‘š2 𝑔𝑦1 = 1 2 ( π‘š 𝑝 2 + 1 2 π‘š1 + 1 2 π‘š2)𝑣2 + π‘š2 π‘”β„Ž2 + π‘š1 𝑔𝑦2 perhatikan diagram diatas 𝑑 = β„Ž1 βˆ’ β„Ž2 = 𝑦2 βˆ’ 𝑦1 π‘ π‘–π‘›πœƒ = β„Ž1 βˆ’ β„Ž2 𝑑 ⇋ β„Ž1 βˆ’ β„Ž2 = π‘‘π‘ π‘–π‘›πœƒ ( π‘š 𝑝 2 + 1 2 π‘š1 + 1 2 π‘š2) 𝑣2 = 2𝑔𝑑(π‘š2 π‘ π‘–π‘›πœƒ βˆ’ π‘š1) (π‘š 𝑝 + 2π‘š1 + 2π‘š2)𝑣2 = 4𝑔𝑑(π‘š2 π‘ π‘–π‘›πœƒ βˆ’ π‘š1) ∴ 𝑣 = 2√ 𝑔𝑑(π‘š2 π‘ π‘–π‘›πœƒ βˆ’ π‘š1) (π‘š 𝑝 + 2π‘š1 + 2π‘š2) 77. Pembahasan a. besar torsi pada batang terhadap ujung B sesaat setelah batang mulai bergerak momen gaya atau torsi menjadi 𝜏 𝐡 = π‘šπ‘”(𝐿/2) b. besar percepatan anguler batang sesaat setelah batang mulai bergerak. maka momen inersia tegak lurus diujung batang adalah ( 𝐼 = 1 3 π‘šπΏ2 ), maka : 𝐿/2 𝑁𝐡 π‘šπ‘” 𝐿
  • 7. OSN Fisika Bedah soal 352 http://ibnu2003.blogspot.com 𝜏 𝐡 = 𝐼𝛼 = π‘šπ‘”πΏ 2 ⇋ 1 3 π‘šπΏ2 𝛼 = π‘šπ‘”πΏ 2 β‡‹βˆ΄ 𝛼 = 3𝑔 2𝐿 dapat diperoleh percepatan linier adalah ( π‘Ž = 3𝑔/2) c. besar percepatan pusat massa batang sesaat setelah batang mulai bergerak ∴ 𝛼 𝐡 = 1 2 𝛼 = 1 2 ( 3𝑔 2𝑙 ) = 3𝑔 4𝑙 78. Pembahasan a. besar periode pendulum sebelum tumbukan momen inersia awal pendulum 𝐼 𝑝 = 1 2 π‘š1 𝑅2 + π‘š1 𝐿2 torsi awal pendulum terhadap poros 𝜏 𝑝 = βˆ’π‘š1 π‘”π‘™π‘ π‘–π‘›πœƒ persamaan torsi adalah : 𝜏 𝑝 = 𝐼 𝑝 𝛼 maka : 𝐼 𝑝 𝛼 = βˆ’π‘š1 π‘”π‘™π‘ π‘–π‘›πœƒ ( 1 2 π‘š1 𝑅2 + π‘š1 𝐿2 ) 𝛼 = βˆ’π‘š1 π‘”π‘™π‘ π‘–π‘›πœƒ ( 𝑅2 + 2𝐿2) 𝛼 = βˆ’2π‘”π‘™π‘ π‘–π‘›πœƒ ( 𝛼) adalah turunan kedua dari fungsi sudut, maka ( 𝑅2 + 2𝐿2) 𝑑2 πœƒ 𝑑𝑑2 = βˆ’2π‘”π‘™π‘ π‘–π‘›πœƒ (π‘ π‘–π‘›πœƒ β‰ˆ πœƒ) 𝐿 𝑅 𝑅 𝑃
  • 8. OSN Fisika Bedah soal 353 http://ibnu2003.blogspot.com 𝑑2 πœƒ 𝑑𝑑2 = βˆ’2π‘”π‘™πœƒ ( 𝑅2 + 2𝐿2) 𝑑2 πœƒ 𝑑𝑑2 + 2𝑔𝑙 ( 𝑅2 + 2𝐿2) πœƒ = 0 𝑑2 πœƒ 𝑑𝑑2 + πœ”2 πœƒ = 0 πœ”2 = 2𝑔𝑙 ( 𝑅2 + 2𝐿2) 2πœ‹ 𝑇 = √ 2𝑔𝑙 ( 𝑅2 + 2𝐿2) ∴ 𝑇 = 2πœ‹βˆš ( 𝑅2 + 2𝐿2) 2𝑔𝑙 b. kecepatan piringan ( π‘š1) sesaat sebelum ber tumbukan dengan piringan ( π‘š2) energi potensial pada titik terendah sama dengan nol, maka energi mekanik awal sistem menjadi π‘π‘œπ‘ πœƒ0 = π‘₯ 𝐿 ⇋ π‘₯ = πΏπ‘π‘œπ‘ πœƒ0 πΈπ‘š π‘Žπ‘€π‘Žπ‘™ = π‘š1 𝑔𝐿 βˆ’ π‘š1 𝑔π‘₯ = π‘š1 𝑔𝐿(1βˆ’ π‘π‘œπ‘ πœƒ0) energi mekanik akhir sistem saat di titik terendah πΈπ‘š π‘Žπ‘˜β„Žπ‘–π‘Ÿ = 1 2 𝐼 𝑝 πœ” 𝑝 2 = 1 2 𝐼 𝑝 𝑣2 𝐿2 = 1 2 ( 1 2 π‘š1 𝑅2 + π‘š1 𝐿2 ) 𝑣2 𝐿2 πΈπ‘š π‘Žπ‘€π‘Žπ‘™ = πΈπ‘š π‘Žπ‘˜β„Žπ‘–π‘Ÿ π‘š1 𝑔𝐿(1βˆ’ π‘π‘œπ‘ πœƒ0) = 1 2 ( 1 2 π‘š1 𝑅2 + π‘š1 𝐿2 ) 𝑣2 𝐿2 4𝑔𝐿3(1βˆ’ π‘π‘œπ‘ πœƒ0) = ( 𝑅2 + 2𝐿2) 𝑣2 ∴ 𝑣 = √ 4𝑔𝐿3(1 βˆ’ π‘π‘œπ‘ πœƒ0) ( 𝑅2 + 2𝐿2)
  • 9. OSN Fisika Bedah soal 354 http://ibnu2003.blogspot.com c. besar kecepatan piringan sesaat setelah bertumbukan persamaan hukum kekekalan momentum linier π‘š1 𝑣 = (π‘š1 + π‘š2)𝑣𝑔 𝑣𝑔 = π‘š1 π‘š1 + π‘š2 𝑣 maka : 𝑣𝑔 = π‘š1 π‘š1 + π‘š2 √ 4𝑔𝐿3(1βˆ’ π‘π‘œπ‘ πœƒ0) ( 𝑅2 + 2𝐿2) 𝑣𝑔 2 = ( π‘š1 π‘š1 + π‘š2 ) 2 4𝑔𝐿3(1βˆ’ π‘π‘œπ‘ πœƒ0) ( 𝑅2 + 2𝐿2) d. besar periode baru pendulum setelah bertumbukan frekuensi tidak tergantung pada massa dan kedua pendulum identik, maka periode sebelum dan sesudah tumbukan adalah sama besar. ∴ 𝑇 = 2πœ‹βˆš ( 𝑅2 + 2𝐿2) 2𝑔𝑙 e. besar sudut maksimum yang ditempuh oleh piringan setelah tumbukan besar energi potensial pada titik terendah sama dengan nol, maka energi setelah tumbukan adalah energi gabungan pada ( π‘š1) dan ( π‘š2) πΈπ‘š 𝑔(π‘Žπ‘€π‘Žπ‘™) = 1 2 𝐼𝑔 πœ”π‘” 2 = 1 2 𝐼𝑔 𝑣𝑔 2 𝐿2 πΈπ‘š 𝑔(π‘Žπ‘€π‘Žπ‘™) = 1 2 ( 1 2 (π‘š1 + π‘š2)𝑅2 + (π‘š1 + π‘š2)𝐿2 ) 𝑣𝑔 2 𝐿2 energi mekanik sesaat mencapai puncak maksimum πΈπ‘š π‘Žπ‘˜β„Žπ‘–π‘Ÿ = (π‘š1 + π‘š2)𝑔𝐿 βˆ’ (π‘š1 + π‘š2)𝑔π‘₯ πΈπ‘š π‘Žπ‘˜β„Žπ‘–π‘Ÿ = (π‘š1 + π‘š2)𝑔𝐿(1 βˆ’ π‘π‘œπ‘ πœƒ π‘šπ‘Žπ‘˜ ) maka πΈπ‘š 𝑔(π‘Žπ‘€π‘Žπ‘™) = πΈπ‘š π‘Žπ‘˜β„Žπ‘–π‘Ÿ 1 2 ( 1 2 (π‘š1 + π‘š2)𝑅2 + (π‘š1 + π‘š2)𝐿2 ) 𝑣𝑔 2 𝐿2 = (π‘š1 + π‘š2)𝑔𝐿(1βˆ’ π‘π‘œπ‘ πœƒ π‘šπ‘Žπ‘˜ ) ( 𝑅2 + 2𝐿2) 𝑣𝑔 2 = 4𝑔𝐿3 (1 βˆ’ π‘π‘œπ‘ πœƒ π‘šπ‘Žπ‘˜ ) (1 βˆ’ π‘π‘œπ‘ πœƒ π‘šπ‘Žπ‘˜ ) = ( 𝑅2 + 2𝐿2) 4𝑔𝐿3 ( π‘š1 π‘š1 + π‘š2 ) 2 4𝑔𝐿3(1 βˆ’ π‘π‘œπ‘ πœƒ0) ( 𝑅2 + 2𝐿2)
  • 10. OSN Fisika Bedah soal 355 http://ibnu2003.blogspot.com (1 βˆ’ π‘π‘œπ‘ πœƒ π‘šπ‘Žπ‘˜ ) = ( π‘š1 π‘š1 + π‘š2 ) 2 (1 βˆ’ π‘π‘œπ‘ πœƒ0) π‘π‘œπ‘ πœƒ π‘šπ‘Žπ‘˜ = [1 βˆ’ ( π‘š1 π‘š1 + π‘š2 ) 2 (1 βˆ’ π‘π‘œπ‘ πœƒ0)] ∴ πœƒ π‘šπ‘Žπ‘˜ = π‘Žπ‘Ÿπ‘ π‘π‘œπ‘ [1 βˆ’ ( π‘š1 π‘š1 + π‘š2 ) 2 (1 βˆ’ π‘π‘œπ‘ πœƒ0)] 79. Pembahasan perhatikan pergerakan kedua drum gerak drum pada drum A (translasi) gerak translasi π‘šπ‘” βˆ’ 𝑇 = π‘šπ‘Ž 𝐴 …1) dengan π‘Ž 𝐴 = 𝛼 𝐴 𝑅 + 𝛼 𝐡 𝑅 …2) gerak rotasi 𝜏 𝐴 = 𝐼𝛼 𝐴 β‡Œ 𝑇𝑅 = 1 2 π‘šπ‘…2 𝛼 𝐴 𝛼 𝐴 = 2𝑇 π‘šπ‘… gerak rotasi drum pada drum B 𝜏 𝐡 = 𝐼𝛼 𝐡 𝑇𝑅 = 1 2 π‘šπ‘…2 𝛼 𝐡 𝛼 𝐡 = 2𝑇 π‘šπ‘… maka ( 𝛼 𝐴 = 𝛼 𝐡 ), sehingga π‘Ž 𝐴 = 𝛼 𝐴 𝑅 + 𝛼 𝐴 𝑅 = 2𝛼 𝐴 𝑅 𝐴 𝑅 π‘šπ‘” 𝑇 𝐡 𝑅 𝑇
  • 11. OSN Fisika Bedah soal 356 http://ibnu2003.blogspot.com maka nilai tegangan talinya adalah : 𝛼 𝐴 = 2𝑇 π‘šπ‘… β‡‹βˆ΄ 𝑇 = π‘šπ‘…π›Ό 𝐴 2 = π‘šπ‘…π‘Ž 𝐴 2(2𝑅) = π‘šπ‘Ž 𝐴 4 untuk percepatan gabungan menjadi π‘šπ‘” βˆ’ 𝑇 = π‘šπ‘Ž 𝐴 π‘šπ‘” βˆ’ π‘šπ‘Ž 𝐴 4 = π‘šπ‘Ž 𝐴 π‘Ž 𝐴 (1 + 1 4 ) = 𝑔 ∴ π‘Ž 𝐴 = 4 5 𝑔 80. Pembahasan perhatikan gambar diagram gaya yang bekerja a. penentuan arah rotasi yo-yo jika tali ditarik dengan hati-hati (lembut) dan jika tali ditarik dengan keras. persamaan torsi 𝜏 = 𝐼𝛼 …1) 𝜏 = 𝑓𝑅 βˆ’ 𝐹𝑏…2) gaya yang bekerja menjadi 𝐹 βˆ’ 𝑓 = π‘šπ‘Ž …3) supaya tidak terjadi slip, maka gerak sepanjang lantai berlaku ( π‘Ž = 𝛼𝑅) 𝑓𝑅 βˆ’ 𝐹𝑏 = 𝐼𝛼 ⇋ 𝑓𝑅 βˆ’ 𝐹𝑏 = 1 2 π‘šπ‘…2 π‘Ž 𝑅 𝑓 βˆ’ 𝑏 𝑅 𝐹 = 1 2 π‘šπ‘Ž …4) masukkan persamaan 4) ke 2) 𝐹 βˆ’ ( 𝑏 𝑅 𝐹 + 1 2 π‘šπ‘Ž) = π‘šπ‘Ž ⇋ 𝐹(1 βˆ’ 𝑏 𝑅 ) = 3 2 π‘šπ‘Ž ∴ π‘Ž = 2𝐹 3π‘š [1 βˆ’ 𝑏 𝑅 ]…5) 𝑅 𝐹 𝑏 𝑓
  • 12. OSN Fisika Bedah soal 357 http://ibnu2003.blogspot.com masukkan persamaan 5) ke 3) 𝐹 βˆ’ 𝑓 = π‘šπ‘Ž 𝐹 βˆ’ 𝑓 = π‘š ( 2𝐹 3π‘š [1 βˆ’ 𝑏 𝑅 ]) 𝐹 βˆ’ 𝑓 = 2𝐹 3 (1 βˆ’ 𝑏 𝑅 ) ∴ 𝑓 = 𝐹 3 (1 + 2𝑏 𝑅 )…6) gaya gesek akan maksimum apabila R=b, maka gaya gesek (f) akan sebanding dengan gaya (F), maka : 𝑓 = 𝐹 3 (1 + 2𝑏 𝑅 ) = 𝐹 3 (1 + 2.1 1 ) = 𝐹 dengan demikian bahwa gaya gesek maksimum sama dengan ( 𝑓 = πœ‡ 𝑠 π‘šπ‘”) οƒ˜ jika ditarik pelan-pelan, maka yo-yo akan berotasi searah jarum jam tanpa slip οƒ˜ jika ditarik tiba-tiba, maka yo-yo akan berotasi berlawanan jarum jam dan slip b. nilai maksimum gaya tarik F yang mana yo-yo akan berotasi tanpa slip gunakan persamaan 6) 𝑓 = 𝐹 3 (1 + 2𝑏 𝑅 ) ⇋ 3𝑓 = 𝐹 (1 + 2𝑏 𝑅 ) 𝐹 π‘šπ‘Žπ‘˜π‘  = 3𝑓 (1 + 2𝑏 𝑅 ) β‡‹βˆ΄ 𝐹 π‘šπ‘Žπ‘˜π‘  = 3πœ‡ 𝑠 π‘šπ‘” (1 + 2𝑏 𝑅 )