Sebuah Batang Yang Sangat Ringan Panjangnya 140 Cm. Pada

Sebuah Batang Yang Sangat Ringan Panjangnya 140 Cm. Pada.

Pembahasan Soal MIPA , Baik dari segi perhitungan serta rumus singkatnya, sangatlah dibutuhkan untuk membantu dalam menyelesaikan permasalahan yang dihadapi oleh setiap siswa.Kebanyakan dari siswa itu kurang menyukainya karena mereka menganggapnya sangatlah rumit dan susah dengan berbagai rumus yang ada.

Dan jika kita lihat dari sisi yang positif, MIPA -Matemarika dan csnya jika kita nalar dari segi logika sebenarnya sangatlagh mudah. Dan kita tidak perlu menghapal rumusnya. Sebab pada dasarnya MIPA meruapakan ilmu pasti yang memang sudah di tentukan dan di golongkan solusi dari permasalahan yang ada,.

Trik Menyukai MIPA :
kita jangan anggap MIPA itu pelajaran yang membosankan,dan susah, saat belajar MIPA kita hubungankan dengan dengan kehidupan sehari-hari, belajar MIPA bisa kita buat ke sebuah cerita yang menarik

Pembahasan soal dinamika partikel


one. Soal UN 2005/2006


Balok A yang massanya 5 kg, diletakkan pada bidang datar yang licin, balok B yang massanya three kg digantung dengan tali dan dihubungkan dengan balok A melalui sebuah katrol, jika g = 10 m/s2 tentukan percepatan balok tersebut!


A. 3,50 thousand/s2


B. 3,75 k/s2


C. iv,00 m/s2


D. v,00 1000/s2


E. five,25 g/s2


Pembahasan


Diketahui :


Bidang datar licin.


Massa balok A (mA) = 5 kg


Massa balok B (mB) = 3 kg


Percepatan gravitasi (one thousand) = 10 m/s2


Berat balok B (wB) = mB one thousand = (iii)(ten) = 30 Newton


Ditanya : Percepatan balok (a)


Jawab :


Bidang datar licin sehingga tidak ada gaya gesek yang menghambat gerakan balok A. Gaya yang menggerakan sistem balok adalah gaya berat balok B.


ΣF = m a


wB = (mA + mB) a


thirty = (5 + iii) a


thirty = 8 a


a = 30 / viii


a = 3,75 thousand/s2


Jawaban yang benar adalah B.


2. Soal UN 2007/2008 P4 No.7


Berdasar gambar, diketahui :


(1) percepatan benda nolPembahasan soal dinamika partikel 2


(2) benda bergerak lurus beraturan


(3) benda dalam keadaan diam


(four) benda akan bergerak jika berat benda lebih kecil dari gaya tariknya


Pernyataan benar adalah….


A. (1) dan (two) saja


B. (i) dan (iii) saja


C. (1) dan (4)


D. (ane), (2) dan (3) saja


Eastward. (1), (ii), (3) dan (4)


Pembahasan


(ane) percepatan benda nol



Percepatan benda nol jika resultan gaya sama dengan nol. Resultan gaya :



F = m a

percepatan (a) = 0




F = 0



F
1

+ F

2

– F

3

= 12 + 24 – 36 = 36 – 36 = 0 N



(2) benda bergerak lurus beraturan



Percepatan benda nol bisa berarti benda diam atau benda bergerak lurus beraturan (benda bergerak dengan kecepatan tetap).


(3) benda dalam keadaan diam



Resultan gaya nol bisa berarti benda sedang diam.



(4) benda akan bergerak jika berat benda lebih kecil dari gaya tariknya



Berat benda bekerja pada arah vertikal, sedangkan gaya tarik bergerak pada arah horisontal. Karena bergerak pada arah horisontal maka hanya gaya-gaya pada arah horisontal yang mempengaruhi benda.


Jawaban yang benar adalah D.


3. Soal United nations 2008/2009 P77


Perhatikan gambar di samping!


Jika koefisien gesek kinetik antara balok A dan meja 0,one dan percepatan gravitasi 10 m due south-2 maka gaya yang harus diberikan pada A agar sistem bergerak ke kiri dengan percepataPembahasan soal dinamika partikel 3n ii m s-two adalah ….


A. seventy N


B. 90 N


C. 150 North


D. 250 N


E. 330 N


Pembahasan


Diketahui :


Massa balok A (mA) = 30 kg



Berat balok A (w
A
) = (30 kg)(ten 1000/due south
2
) = 300 kg thou/due south
2

atau 300 Newton



Massa balok B (mB) = 20 kg



Berat balok B (w
B
) = (20 kg)(ten k/s
2
) = 200 kg m/s2 atau 200 Newton


Percepatan gravitasi (g) = ten m/s2


Koefisien gesek kinetis () = 0,1


Percepatan sistem (a) = two thou/s2 (arah percepatan ke kiri)



Gaya gesek kinetis (f
1000
) =

Due north =

w

A

= (0,1)(300) = 30 Newton



Ditanya : Besar gaya F ?


Jawab :


Hukum II Newton :



ΣF = m a


Sistem bergerak ke kiri


F – fk – wB = (mA + mB) a


F – thirty – 200 = (30 + twenty)(2)


F – 230 = (l)(2)


F – 230 = 100


F = 230 + 100


F = 330 Newton


Jawaban yang benar adalah E.


4. Soal Un 2008/2009 P45 No.4


Dua benda A dan B masing-masing bermassa two kg dan 6 kg diikat dengan tali melalui sebuah katrol yang licin seperti gambar. Mula-mula benda B ditahan kemudian dilepaskan. Jika m = 10 ms-two maka percepatan benda B adalah…


A. 8,0 ms-2Pembahasan soal dinamika partikel 4


B. 7,five ms-2


C. 6,0 ms-ii


D. 5,0 ms-2


Due east. 4,0 ms-two


Pembahasan


Diketahui :


mA = ii kg, mB = vi kg, g = x m/s2


wA = (mA)(grand) = (2)(10) = 20 N


wB = (mB)(g) = (6)(10) = threescore Northward


Ditanya : percepatan benda B atau percepatan sistem ?


Jawab :


wB > wA karenanya benda B bergerak ke bawah, benda A bergerak ke atas (sistem bergerak searah putaran jarum jam).



ΣF = one thousand a


wB – wA = (mA + mB) a


60 – 20 = (2 + vi) a


40 = (8) a


a = 5 m/s2


Jawaban yang benar adalah D.


5. Soal United nations 2009/2010 P70 No.xi


Benda bermassa dan dihubungkan dengan tali melalui katrol licin seperti gambar. Jika m1 = 1 kg, m2 = 2 kg, dan 1000 = 10 ms-ii, maka tegangan T sebesar ….



A. ten,two N
Pembahasan soal dinamika partikel 5




B. xiii,iii N




C. 15,5 N




D. eighteen,3 N




East. 20,0 N

Pembahasan


Diketahui :


m1 = 1 kg, m2 = 2 kg, g = 10 m/s2


w1 = m1 thou = (1 kg)(ten m/s2) = 10 kg yard/s2 atau 10 Newton


w2 = m2 thousand = (2 kg)(10 yard/s2) = twenty kg m/s2 atau 20 Newton



Ditanya : gaya tegangan tali (T) ?



Jawab :



westward
2

> westward

ane

karenanya sistem bergerak searah putaran jarum jam (m

two

bergerak ke bawah, chiliad

ane

bergerak ke atas).




Hukum II Newton :




Σ

F

= m a



w
2

– w

1

= (k

one

+ yard

ii
) a



20 – 10 = (1 + 2 ) a



10 = (three) a




a = 3,3 one thousand/s
2



Percepatan sistem adalah 3,3 yard/due south
2
.



Tegangan tali ?



m
2

bergerak ke bawah




due west
2

– T

2

= m

2

a




20 – T
2

= (ii)(3,33)




20 – T
2

= half-dozen,66




T
ii

= twenty – 6,66




T
2

= 13,3 Newton




k
1

bergerak ke atas




T
one

– west

1

= m

i

a




T
i

– 10 = (one)(3,three)




T
one

– 10 = 3,33




T
1

= 10 + 3,33




T
one

= 13,3 Newton




Tegangan tali (T) = 13,3 Newton.



Jawaban yang benar adalah B.


6. Soal UN 2011/2012 A81 No.4


Perhatikan gambar di samping! Massa balok masing-masing m1 = six kg dan m2 = four kg serta massa katrol diabaikan. Jika permukaan bidang licin dan thousand = ten m.s−2, maka percepatan sistem adalah….


A. 0,v thou.s−iiPembahasan soal dinamika partikel 6


B. 2,0 thou.southward−2


C. 2,5 g.s−ii


D. 4,0 m.southward−2


Due east. v,0 m.due south−ii

Pembahasan


Diketahui :


m1 = 6 kg, m2 = four kg, g = 10 m/s2


w1 = m1 thousand = (vi kg)(x chiliad/s2) = sixty kg m/s2 atau sixty Newton


w2 = m2 one thousand = (iv kg)(10 thousand/s2) = 40 kg grand/s2 atau forty Newton


Ditanya : percepatan sistem (a) ?


Jawab :


m1 berada di atas permukaan bidang datar licin tanpa gesekan sehingga sistem digerakkan oleh gaya berat balok ii.


Terapkan hukum Two Newton :


F = m a


w2 = (m1 + m2) a


40 N = (6 kg + iv kg) a


twoscore N = (10 kg) a


a = 40 North / ten kg


a = four m/s2


Jawaban yang benar adalah D.


7. Soal UN 2011/2012 C61 No.four


Dua balok yang masing-masing bermassa two kg, dihubungkan dengan tali dan katrol seperti pada gambar. Bidang permukaan dan katrol licin. Jika balok B ditarik dengan gaya mendatar 40 N, percepatan balok adalah… (grand = 10 m/s2)


A. 5 m/s2Pembahasan soal dinamika partikel 7


B. 7,5 m/s2


C. 10 g/s2


D. 12,5 m/s2


E. xv thousand/s2


Pembahasan :


Diketahui :


mA = mB = 2 kg, yard = 10 m/s2, F = 40 North


wA = grand g = (2)(ten) = xx Due north


Ditanya : percepatan balok (a) ?


Jawab :


Permukaan balok licin karenanya gaya yang mempengaruhi gerakan balok hanya gaya F dan gaya berat balok A.


Terapkan hukum 2 Newton :


F = m a


F – wA = (mA + mB) a


40 – 20 = (ii + 2) a


20 = (4) a


a = 20 / 4


a = five m/s2


Jawaban yang benar adalah A.


8. Soal UN Fisika SMA 2012/2013 SA 55 No.6


Dari gambar berikut, balok A mempunyai massa 2 kg dan balok B = i kg. Balok B mula-mula diam dan kemudian bergerak ke bawah sehingga menyentuh lantai. Bila g = ten chiliad.south-ii, nilai tegangan tali T adalah…


A. xx,0 NewtonPembahasan soal dinamika partikel 8


B. 10,0 Newton


C. 6,7 Newton


D. 3,three Newton


E. 1,7 Newton


Pembahasan


Diketahui :


Massa balok A (mA) = 2 kg


Massa balok B (mB) = one kg


Percepatan gravitasi (chiliad) = 10 g/s2


Berat balok B (wB) = mB g = (ane)(10) = 10 Newton


Ditanya : Nilai tegangan tali (T)


Jawab :


Pada soal tidak ada keterangan mengenai gesekan karenanya abaikan saja gesekan.


Percepatan sistem (a)


Terlebih dahulu hitung percepatan sistem menggunakan rumus hukum II Newton. Balok B digantung sehingga terdapat gaya berat balok B yang menggerakan balok B ke bawah. Balok B dan balok A dihubungkan dengan tali sehingga balok B menarik balok A hingga keduanya bergerak bersama-sama. Bedanya balok B bergerak ke bawah dan balok A bergerak ke kanan. Hanya ada satu gaya yang sejajar dengan gerakan kedua balok yakni gaya berat balok B (wB). Gaya berat balok A tegak lurus arah



gerakan balok A sehingga tidak diperhitungkan dalam menyelesaikan soal. Gaya tegangan tali mempunyai besar sama sepanjang tali dan arahnya berlawanan sehingga saling meniadakan.

Baca :   Upaya Pemerintah Dalam Menangani Pemanasan Global


F = thou a


wB = (mA + mB) a


10 = (2 + 1) a


10 = iii a


a = 10/3


Tegangan tali (T)


Tegangan tali dihitung dengan meninjau masing-masing balok secara terpisah.


Tegangan tali pada balok A


F = m a


T = mA a = (2)(10/3) = xx/3 = 6,7 Newton


Tegangan tali pada balok B


F = m a


wB – T = mB a


ten – T = (1)(ten/3)


10 – T = iii,iii


T = 10 – three,3 = half dozen,seven Newton


Gaya tegangan tali (T) = 6,7 Newton


Jawaban yang benar adalah C.


ix. Soal UN Fisika SMA 2012/2013 SA 60 No.6


Dari gambar berikut, balok A mempunyai massa ii kg dan balok B = 1 kg. Bila gaya gesekan antara benda A dengan bidang 2,v Newton, sedangkan gaya gesekan tali dengan katrol diabaikan, maka percepatan kedua benda adalah…


A. xx,0 yard.southward-2Pembahasan soal dinamika partikel 9


B. 10,0 k.s-two


C. 6,7 m.due south-ii


D. three,3 yard.s-2


Eastward. 2,5 thousand.due south-2


Pembahasan


Diketahui :


Massa balok A (mA) = 2 kg


Massa balok B (mB) = 1 kg


Gaya gesek antara balok A dan bidang datar (fges A) = two,v Newton


Percepatan gravitasi (g) = ten m/s2


Berat balok B (wB) = mB g = (1)(10) = x Newton


Ditanya : Percepatan kedua benda (a)


Jawab :


Percepatan kedua benda dihitung menggunakan rumus hukum Ii Newton.


F = m a


wB – fges = (mA + mB) a


10 – 2,5 = (ii + i) a


7,v = 3 a


a = 7,5 / 3 = two,five 1000/s2


Jawaban yang benar adalah E.


10. Soal Un Fisika SMA 2012/2013 SA 65 No.vi


Perhatikan gambar! Balok A bermassa 30 kg yang diam di atas lantai licin dihubungkan dengan balok B bermassa 10 kg melalui sebuah katrol. Balok B mula-mula ditahan kemudian dilepaskan sehingga bergerak turun. Percepatan sistem adalah… (g = 10 ms-2)


A. 2,v ms-2Pembahasan soal dinamika partikel 10


B. 10 ms-2


C. 12 ms-two


D. fifteen ms-two


Due east. 18 ms-2


Pembahasan


Diketahui :


Massa balok A (mA) = 30 kg


Massa balok B (mB) = x kg


Percepatan gravitasi (m) = 10 m/s2


Berat balok B (wB) = mB thousand = (x)(10) = 100 Newton


Ditanya : Percepatan sistem (a)


Jawab :


F = m a


wB = (mA + mB) a


100 = (30 + ten) a


100 = forty a


a = 100 / twoscore


a = ii,five grand/s2


Jawaban yang benar adalah A.

Hukum Gerak Newton
216.21 KB

Pembahasan soal dinamika rotasi



Momen Gaya


one. Soal UN 2010/2011 P25


Sebuah batang yang sangat ringan, panjangnya 140 cm. Pada batang bekerja tiga gaya masing-masing F1 = 20 N, F2 = 10 N, dan F3 = 40 N dengan arah dan posisi seperti pada gambar. Besar momen gaya yang menyebabkan batang berotasi pada pusat massanya adalah …

Pembahasan soal dinamika rotasi 1

A. xl Northward.m

B. 39 N.m

C. 28 Northward.thousand

D. xiv Northward.m

E. 3 N.grand

Pembahasan


Diketahui :


Pusat massa batang berada di tengah-tengah batang.


Panjang batang (l) = 140 cm = 1,4 meter


Gaya ane (F1) = twenty N, lengan gaya i (l1) = 70 cm = 0,vii meter


Gaya 2 (F2) = x Due north, lengan gaya 2 (l2) = 100 cm – seventy cm = 30 cm = 0,3 meter


Gaya iii (F3) = forty Northward, lengan gaya 3 (l3) = 70 cm = 0,7 meter


Ditanya : Besar momen gaya yang menyebabkan batang berotasi pada pusat massanya


Jawab :


Momen gaya 1 menyebabkan batang berotasi searah putaran jarum jam. Karenanya momen gaya 1 bertanda negatif.


τ1 = F1 l1 = (20 North)(0,7 m) = -xiv N grand


Momen gaya two menyebabkan batang berotasi berlawanan arah putaran jarum jam. Karenanya momen gaya 2 bertanda positif.


τ2 = F2 l2 = (ten N)(0,iii thousand) = three N m


Momen gaya 3 menyebabkan batang berotasi searah putaran jarum jam. Karenanya momen gaya three bertanda negatif.


τ3 = F3 l3 = (40 Northward)(0,7 m) = -28 North yard


Resultan momen gaya :


Στ = -fourteen Nm + 3 Nm – 28 Nm = – 42 Nm + 3 Nm = -39 Nm


Besar momen gaya adalah 39 Newton meter. Bertanda negatif artinya arah rotasi batang searah dengan putaran jarum jam.


Jawaban yang benar adalah B.


2. Soal Un 2011/2012 B74 No.7


Batang AB yang massanya diabaikan diletakkan mendatar dan dikerjakan tiga buah gaya seperti gambar. Resultan momen gaya yang bekerja pada batang jika diputar pada poros di D adalah… (sin 53o = 0,eight)

Pembahasan soal dinamika rotasi 2

A. two,4 Northward m

B. ii,vi N thousand

C. 3,0 N m

D. iii,two Northward m

E. 3,iv North m


Pembahasan


Diketahui :


Sumbu rotasi atau poros terletak di titik D.


F1 = 10 N dan l1 = r1 sin θ = (xl cm)(sin 53o) = (0,4 m)(0,8) = 0,32 meter


F2 = 10√two North dan l2 = r2 sin θ = (twenty cm)(sin 45o) = (0,ii grand)(0,five√2) = 0,ane√2 meter


F3 = 20 Due north dan l3 = r1 sin θ = (10 cm)(sin 90o) = (0,1 m)(i) = 0,ane meter


Ditanya : Resultan momen gaya


Jawab :


τ1 = F1 l1 = (x North)(0,32 m) = 3,ii Nm


(positif karena momen gaya ini menyebabkan balok berotasi berlawanan dengan arah putaran jarum jam)


τ1 = F2 l2 = (x√2 N)( 0,1√2 one thousand) = -two Nm


(negatif karena momen gaya ini menyebabkan balook berotasi searah putaran jarum jam)


τ1 = F2 l2 = (20 N)(0,1 m) = 2 Nm


(positif karena momen gaya ini menyebabkan balok berotasi berlawanan dengan arah putaran jarum jam)


Resultan momen gaya :


Στ = τ1 – τ1 + τ3


Στ = 3,2 Nm – two Nm + ii Nm


Στ = 3,two Nm


Jawaban yang benar adalah D.


iii. Soal UN Fisika SMA 2012/2013 SA 55 No.viii


Batang AB yang massanya diabaikan diletakkan mendatar dan dikerjakan tiga buah gaya seperti gambar. Resultan momen gaya yang bekerja pada batang jika diputar pada poros di D adalah… (sin 53o = 0,8)


A. 2,4 N.chiliadPembahasan soal dinamika rotasi 3


B. 2,vi N.m


C. three,0 N.m


D. iii,two N.m


E. 3,4 N.g


Pembahasan


Diketahui :


Sumbu rotasi terletak di D.


Jarak antara F1 dan sumbu rotasi (rAD) = twoscore cm = 0,iv m


Jarak antara F2 dan sumbu rotasi (rBD) = twenty cm = 0,2 1000


Jarak antara F3 dan sumbu rotasi (rCD) = 10 cm = 0,1 1000


F1 = x Newton


F2 = 10√ii Newton


F3 = 20 Newton


Sin 53o = 0,eight


Ditanya : Resultan momen gaya jika batang diputar pada poros di D


Jawab :


Hitung momen gaya yang ditimbulkan oleh masing-masing gaya.


Momen gaya i


Στ1 = (F1)(rAD sin 53o) = (10 N)(0,iv m)(0,8) = 3,2 N.m


Momen gaya i bertanda positif karena arah rotasi batang yang ditimbulkan oleh momen gaya 1 berlawanan arah dengan putaran jarum jam.


Momen gaya 2


Στ2 = (F2)(rBD sin 45o) = (ten√two Due north)(0,ii 1000)(0,5√2) = -2 Northward.m


Momen gaya 2 bertanda negatif karena arah rotasi batang yang ditimbulkan oleh momen gaya 2 searah dengan putaran jarum jam.


Momen gaya 3


Στ3 = (F3)(rCD sin 90o) = (20 North)(0,1 m)(1) = 2 N.g


Momen gaya 3 bertanda positif karena arah rotasi batang yang ditimbulkan oleh momen gaya iii berlawanan arah dengan putaran jarum jam.


Resultan momen gaya


Στ = Στ1 + Στ2 + Στ3


Στ = 3,2 – 2 + ii


Στ = 3,2 Newton meter


Jawaban yang benar adalah D.



Momen Inersia


4. Soal United nations Fisika SMA 2012/2013 SA 65 No.seven


Perhatikan gambar dua bola yang dihubungkan dengan seutas kawat. Panjang kawat = 12 1000, l1 = 4 m dan massa kawat diabaikan, maka besarnya momen inersia sistem adalah…


A. 52,6 kg m2Pembahasan soal dinamika rotasi 4


B. 41,half-dozen kg m2


C. 34,6 kg m2


D. 22,4 kg m2


East. 20,4 kg m2


Pembahasan


Diketahui :


Massa bola A (mA) = 0,2 kg


Massa bola B (mB) = 0,6 kg


Jarak antara bola A dan sumbu rotasi (rA) = four meter


Jarak antara bola B dan sumbu rotasi (rB) = 12 – four = 8 meter


Ditanya : Momen inersia (I) sistem


Jawab :


Momen inersia bola A


IA = (mA)(rA2) = (0,two)(4)two = (0,2)(16) = three,2 kg m2


Momen inersia bola B


IB = (mB)(rB2) = (0,6)(8)ii = (0,six)(64) = 38,4 kg m2


Momen inersia sistem partikel :


I = IA + IB = 3,2 + 38,4 = 41,six kg m2


Jawaban yang benar adalah B.



Hukum Two Newton Gerak Rotasi


v. Soal EBTANAS Fisika SMA Tahun 2000 No. 27


Perhatikan gambar sebuah roda pejal homogen di samping ini. Pada tepi roda dililitkan sebuah tali dan kemudian ujung tali ditarik dengan gaya F sebesar 6 N. Jika massa roda five kg dan jari-jarinya twenty cm, percepatan sudut roda tersebut adalah…


A. 0,12 rad s–2Pembahasan soal dinamika rotasi 5


B. 1,2 rad s–2


C. iii,0 rad s–2


D. 6,0 rad s–2


Eastward. 12,0 rad s–two


Pembahasan


Diketahui :


Gaya tarik (F) = 6 Newton


Massa roda (Thousand) = 5 kg


Jari-jari roda (R) = 20 cm = xx/100 thousand = 0,ii m


Ditanya : Percepatan sudut roda (α)


Jawab :


Hitung momen gaya :


τ = F R = (6 Newton)(0,2 meter) = i,2 Newton meter


Hitung momen inersia :


Rumus momen inersia roda pejal berbentuk cakram atau piringan adalah 1/2 Thousand R2 = i/two (5 kg)(0,2 m)2 = 1/two (5 kg)(0,04 m2) = one/2 (0,2) = 0,one kg m2.


Hitung percepatan sudut menggunakan rumus dinamika rotasi :


τ = I α


α = τ / I = 1,2 / 0,1 = 12 rad due south-ii


Jawaban yang benar adalah E.


6. Soal United nations 2000/2001


Sebuah katrol cakram pejal massanya eight kg dan berjari-jari 10 cm pada tepinya dililitkan seutas tali yang ujungnya diikatkan beban 4 kg (g = 10 ms-2 ). Percepatan gerak turunnya beban adalah …


A. 2,v ms–2


B. 5,0 ms–2


C. 10,0 ms–ii


D. xx,0 ms–2


Eastward. 33,3 ms–ii

Baca :   Rumus Katrol Nilai


Pembahasan


Diketahui :


Massa katrol cakram pejal (m) = viii kg


Jari-jari katrol cakram pejal (r) = 10 cm = 0,1 meter


Massa beban (chiliad) = four kg


Percepatan gravitasi (g) = ten thou/s2


Berat beban (w) = m g = (4 kg)(10 m/s2) = 40 kg yard/s2 = xl Newton


Ditanya : Percepatan gerak turunnya beban


Jawab :


Hitung momen inersia cakram pejal :


I = 1/2 M R2 = ane/ii (8 kg)(0,one m)2 = (4 kg)(0,01 m2) = 0,04 kg m2


Hitung momen gaya :


τ = F r = (40 N)(0,one m) = 4 Nm


Hitung percepatan sudut menggunakan rumus hukum 2 Newton untuk gerak rotasi :


Στ = I α


iv = 0,04 α


α = 4 / 0,04 = 100


Hitung percepatan gerak turunnya beban :


a = r α = (0,i)(100) = 10 g/s2


Jawaban yang benar adalah C.


7. Soal United nations 2008/2009 P04 No. 8


Sebuah katrol pejal bermassa (M) dan jari-jarinya (R) seperti pada gambar! Salah satu ujung tali tak bermassa dililitkan pada katrol, ujung tali yang lain digantungi beban m kg percepatan sudut katrol (α) jika beban dilepas. Jika pada katrol ditempelkan plastisin A yang bermassa 1⁄two M, untuk menghasilkan



percepatan sudut yang sama beban harus dijadikan…. (I katrol = 1/2 MR2)


A. 3/4 chiliad kgPembahasan soal dinamika rotasi 6


B. 3/ii thousand kg


C. 2 m kg


D. 3 m kg


E. 4 m kg

Pembahasan

Diketahui :

massa beban = m

Berat beban = westward = m thou

Massa katrol pejal = Chiliad

Jari-jari katrol pejal = R

Percepatan sudut katrol = α

Ditanya :

Jika massa katrol bertambah menjadi M + M/2 = 3M/2 dan percepatan sudut katrol = α, berapa massa beban ?

Jawab :

Momen inersia katrol tanpa plastisin :

I = 1/2 M R2 = 0,5 Thou R2

Momen inersia katrol + plastisin :

I = 1/2 (3M/2) R2 = (3M/iv) R2 = 0,75M R2

Momen gaya :

τ = F R

Rumus hukum II Newton gerak rotasi :

Στ = I α

west R = I α

m g R = I α

α = grand g R / I

Pembahasan soal dinamika rotasi 7

Untuk menghasilkan percepatan sudut yang sama, massa beban harus dijadikan….. Subtitusikan α pada persamaan 2 dengan α pada persamaan 1 :

Pembahasan soal dinamika rotasi 8

Jawaban yang benar adalah B.


8. Soal UN 2009/2010 P12 No.7


Sebuah katrol dari benda pejal dengan tali yang dililitkan pada sisi luarnya ditampilkan seperti gambar. Gesekan katrol dengan tali dan gesekan di sumbu putarnya diabaikan. Jika beban bergerak turun dengan percepatan tetap a ms-2, maka nilai momen inersia katrol setara dengan….


A. I = τ α RPembahasan soal dinamika rotasi 9


B. I = τ α-1 R


C. I = τ a R


D. I = τ a-1 R-1


Eastward. I = τ a R-1


Pembahasan


Diketahui :


Gaya = w = m g


Lengan gaya = R


Percepatan sudut = α


Percepatan beban = a ms-two


Ditanya : Momen inersia katrol (I)


Jawab :


Hubungan antara percepatan linear dan percepatan sudut :


a = R α


α = a / R


Momen inersia dihitung menggunakan rumus :


τ = I α


I = τ : α = τ : a / R = τ (R / a) = τ R a-ane


Tidak ada jawaban yang benar.


9. Soal United nations Fisika SMA/MA U-ZC-2013/2014 No.half dozen


Sebuah katrol dari benda pejal dengan tali yang dililitkan pada sisi luarnya ditampilkan seperti gambar. Gesekan katrol diabaikan. Jika momen inersia katrol I = β dan tali ditarik dengan gaya tetap F, maka nilai F setara dengan….


A. F = α . β . R
Pembahasan soal dinamika rotasi 10


B. F = α . β 2 . R


C. F = α . (β . R)-ane


D. F = α . β . (R)-i


E. F = R . (α . β)-1


Pembahasan


Diketahui :


Gaya tarik = F


Momen inersia katrol = β


Percepatan sudut katrol = α


Jari-jari katrol = R


Ditanya : Nilai F setara dengan….


Jawab :



Rumus hukum II Newton pada gerak rotasi :


Στ = β α ———- Persamaan 1


Keterangan rumus :


Στ = Resultan momen gaya (torsi)


β = Momen inersia


α = Percepatan sudut



Resultan momen gaya yang bekerja pada katrol :


Στ = F R ———-> Persamaan 2


Keterangan rumus :


F = gaya tarik


R = Jarak titik kerja gaya F ke sumbu rotasi = jari-jari katrol


Gantikan Στ pada persamaan 1 dengan Στ pada persamaan 2 :


Στ = β . α


F . R = β . α


F = (β . α) / R


F = β . α . (R-1)


Jawaban yang benar adalah D.



Momentum Sudut


ten. Soal United nations 1999/2000 No. 28


Sebuah partikel bermassa 0,two gram bergerak melingkar dengan kecepatan sudut tetap 10 rad s-1. Jika jari-jari lintasan partikel 3 cm, maka momentum sudut partikel itu adalah …


A. 3 × ten–7 kg m2 southward-i


B. 9 × 10–7 kg m2 s-one


C. i,half dozen × 10–6 kg m2 s-1


D. ane,8 × 10–4 kg m2 due south-1


Eastward. 4,five × x–three kg m2 s-1


Pembahasan


Diketahui :


Massa partikel (m) = 0,2 gram = 2 10 ten-iv kg


Kecepatan sudut (ω) = ten rad s-1


Jari-jari lintasan partikel (r) = three cm = three x x-2 meter


Ditanya : Momentum sudut partikel


Jawab :


Rumus momentum sudut :


L = I ω



Keterangan : I momentum sudut, I = momen inersia, ω = kecepatan sudut


Momen inersia partikel :


I = chiliad r2 = (ii x ten-iv )(3 ten x-2)2 = (2 x 10-4 )(9 10 x-4) = eighteen x x-viii


Momentum sudut adalah :


L = I ω = (18 x 10-8)(10 rad s-ane) = 18 x 10-seven kg m2 s-1


Tidak ada jawaban yang benar.


11. Soal United nations 2005/2006


Seorang penari berputar, tangan terentang sepanjang 160 cm. Kemudian tangan dilipat menjadi 80 cm sepanjang siku. Jika kecepatan sudut putar dari penari itu tetap maka momentum liniernya …

A. tetap

B. menjadi 1/2 kali semula

C. menjadi 3/4 kali semula

D. menjadi 2 kali semula

East. menjadi 4 kali semula

Pembahasan

Diketahui :

Jari-jari 1 (r1) = 160 cm

Jari-jari ii (r2) = 80 cm

Kecepatan sudut one (ω1) = ω

Kecepatan sudut 1 (ω2) = ω

Ditanya : Momentum linear

Jawab :

Kecepatan linear one :

v1 = r1 ω1 = (160 cm) ω

Kecepatan linear two :

v2 = r2 ω2 = (fourscore cm) ω

Momentum linear one :

p = one thousand v1 = one thousand (160 cm) ω

Momentum linear ii :

p = m v2 = m (eighty cm) ω

Jadi momentum linearnya menjadi 1/two kali semula.

Jawaban yang benar adalah B.

Dinamika rotasi
222.l KB

Pembahasan soal dinamika rotasi



Momen Gaya


1. Soal United nations 2010/2011 P25


Sebuah batang yang sangat ringan, panjangnya 140 cm. Pada batang bekerja tiga gaya masing-masing F1 = twenty N, F2 = 10 N, dan F3 = xl Due north dengan arah dan posisi seperti pada gambar. Besar momen gaya yang menyebabkan batang berotasi pada pusat massanya adalah …

Pembahasan soal dinamika rotasi 1

A. twoscore N.yard

B. 39 N.m

C. 28 N.k

D. 14 Northward.m

Due east. 3 N.thou

Pembahasan


Diketahui :


Pusat massa batang berada di tengah-tengah batang.


Panjang batang (50) = 140 cm = ane,four meter


Gaya ane (F1) = 20 N, lengan gaya 1 (l1) = lxx cm = 0,7 meter


Gaya 2 (F2) = 10 N, lengan gaya 2 (l2) = 100 cm – lxx cm = 30 cm = 0,three meter


Gaya 3 (F3) = 40 N, lengan gaya three (l3) = seventy cm = 0,seven meter


Ditanya : Besar momen gaya yang menyebabkan batang berotasi pada pusat massanya


Jawab :


Momen gaya 1 menyebabkan batang berotasi searah putaran jarum jam. Karenanya momen gaya 1 bertanda negatif.


τ1 = F1 l1 = (20 N)(0,7 m) = -14 North thousand


Momen gaya 2 menyebabkan batang berotasi berlawanan arah putaran jarum jam. Karenanya momen gaya 2 bertanda positif.


τ2 = F2 l2 = (x North)(0,iii m) = iii N one thousand


Momen gaya 3 menyebabkan batang berotasi searah putaran jarum jam. Karenanya momen gaya iii bertanda negatif.


τ3 = F3 l3 = (40 N)(0,7 m) = -28 N thousand


Resultan momen gaya :


Στ = -14 Nm + 3 Nm – 28 Nm = – 42 Nm + 3 Nm = -39 Nm


Besar momen gaya adalah 39 Newton meter. Bertanda negatif artinya arah rotasi batang searah dengan putaran jarum jam.


Jawaban yang benar adalah B.


2. Soal UN 2011/2012 B74 No.7


Batang AB yang massanya diabaikan diletakkan mendatar dan dikerjakan tiga buah gaya seperti gambar. Resultan momen gaya yang bekerja pada batang jika diputar pada poros di D adalah… (sin 53o = 0,8)

Pembahasan soal dinamika rotasi 2

A. 2,four N grand

B. 2,6 North m

C. iii,0 N m

D. 3,2 N m

Due east. 3,iv N m


Pembahasan


Diketahui :


Sumbu rotasi atau poros terletak di titik D.


F1 = 10 North dan l1 = r1 sin θ = (40 cm)(sin 53o) = (0,4 m)(0,8) = 0,32 meter


F2 = 10√2 N dan l2 = r2 sin θ = (twenty cm)(sin 45o) = (0,2 m)(0,5√ii) = 0,1√2 meter


F3 = twenty N dan l3 = r1 sin θ = (ten cm)(sin 90o) = (0,1 m)(1) = 0,1 meter


Ditanya : Resultan momen gaya


Jawab :


τ1 = F1 l1 = (ten N)(0,32 m) = three,ii Nm


(positif karena momen gaya ini menyebabkan balok berotasi berlawanan dengan arah putaran jarum jam)


τ1 = F2 l2 = (10√two N)( 0,one√2 g) = -two Nm


(negatif karena momen gaya ini menyebabkan balook berotasi searah putaran jarum jam)


τ1 = F2 l2 = (twenty N)(0,1 thousand) = 2 Nm


(positif karena momen gaya ini menyebabkan balok berotasi berlawanan dengan arah putaran jarum jam)


Resultan momen gaya :


Στ = τ1 – τ1 + τ3


Στ = iii,2 Nm – 2 Nm + 2 Nm


Στ = 3,2 Nm


Jawaban yang benar adalah D.


three. Soal UN Fisika SMA 2012/2013 SA 55 No.8


Batang AB yang massanya diabaikan diletakkan mendatar dan dikerjakan tiga buah gaya seperti gambar. Resultan momen gaya yang bekerja pada batang jika diputar pada poros di D adalah… (sin 53o = 0,viii)


A. 2,4 N.mPembahasan soal dinamika rotasi 3


B. two,half-dozen N.grand


C. 3,0 N.m


D. 3,2 Due north.g


E. iii,4 Northward.m


Pembahasan


Diketahui :


Sumbu rotasi terletak di D.


Jarak antara F1 dan sumbu rotasi (rAD) = 40 cm = 0,iv m

Baca :   Berapa Usaha Yang Dilakukan Untuk Memindahkan Benda Ke Puncak


Jarak antara F2 dan sumbu rotasi (rBD) = xx cm = 0,2 m


Jarak antara F3 dan sumbu rotasi (rCD) = 10 cm = 0,i thou


F1 = 10 Newton


F2 = 10√ii Newton


F3 = 20 Newton


Sin 53o = 0,8


Ditanya : Resultan momen gaya jika batang diputar pada poros di D


Jawab :


Hitung momen gaya yang ditimbulkan oleh masing-masing gaya.


Momen gaya 1


Στ1 = (F1)(rAD sin 53o) = (x N)(0,four m)(0,eight) = 3,2 N.one thousand


Momen gaya 1 bertanda positif karena arah rotasi batang yang ditimbulkan oleh momen gaya 1 berlawanan arah dengan putaran jarum jam.


Momen gaya two


Στ2 = (F2)(rBD sin 45o) = (10√2 N)(0,2 m)(0,5√two) = -2 N.k


Momen gaya 2 bertanda negatif karena arah rotasi batang yang ditimbulkan oleh momen gaya 2 searah dengan putaran jarum jam.


Momen gaya iii


Στ3 = (F3)(rCD sin 90o) = (20 North)(0,1 m)(1) = ii N.m


Momen gaya 3 bertanda positif karena arah rotasi batang yang ditimbulkan oleh momen gaya three berlawanan arah dengan putaran jarum jam.


Resultan momen gaya


Στ = Στ1 + Στ2 + Στ3


Στ = 3,2 – 2 + ii


Στ = iii,2 Newton meter


Jawaban yang benar adalah D.



Momen Inersia


4. Soal UN Fisika SMA 2012/2013 SA 65 No.7


Perhatikan gambar dua bola yang dihubungkan dengan seutas kawat. Panjang kawat = 12 m, l1 = iv thousand dan massa kawat diabaikan, maka besarnya momen inersia sistem adalah…


A. 52,half dozen kg m2Pembahasan soal dinamika rotasi 4


B. 41,half dozen kg m2


C. 34,half-dozen kg m2


D. 22,four kg m2


East. 20,4 kg m2


Pembahasan


Diketahui :


Massa bola A (mA) = 0,2 kg


Massa bola B (mB) = 0,6 kg


Jarak antara bola A dan sumbu rotasi (rA) = 4 meter


Jarak antara bola B dan sumbu rotasi (rB) = 12 – 4 = 8 meter


Ditanya : Momen inersia (I) sistem


Jawab :


Momen inersia bola A


IA = (mA)(rA2) = (0,2)(4)two = (0,2)(xvi) = 3,2 kg m2


Momen inersia bola B


IB = (mB)(rB2) = (0,6)(8)2 = (0,vi)(64) = 38,4 kg m2


Momen inersia sistem partikel :


I = IA + IB = three,2 + 38,iv = 41,6 kg m2


Jawaban yang benar adalah B.



Hukum Two Newton Gerak Rotasi


v. Soal EBTANAS Fisika SMA Tahun 2000 No. 27


Perhatikan gambar sebuah roda pejal homogen di samping ini. Pada tepi roda dililitkan sebuah tali dan kemudian ujung tali ditarik dengan gaya F sebesar vi N. Jika massa roda 5 kg dan jari-jarinya 20 cm, percepatan sudut roda tersebut adalah…


A. 0,12 rad s–twoPembahasan soal dinamika rotasi 5


B. one,2 rad s–two


C. 3,0 rad s–2


D. half dozen,0 rad southward–2


E. 12,0 rad due south–2


Pembahasan


Diketahui :


Gaya tarik (F) = 6 Newton


Massa roda (One thousand) = five kg


Jari-jari roda (R) = twenty cm = 20/100 m = 0,two m


Ditanya : Percepatan sudut roda (α)


Jawab :


Hitung momen gaya :


τ = F R = (6 Newton)(0,2 meter) = 1,two Newton meter


Hitung momen inersia :


Rumus momen inersia roda pejal berbentuk cakram atau piringan adalah 1/ii M R2 = one/ii (5 kg)(0,2 m)ii = 1/2 (5 kg)(0,04 m2) = 1/ii (0,2) = 0,1 kg m2.


Hitung percepatan sudut menggunakan rumus dinamika rotasi :


τ = I α


α = τ / I = 1,ii / 0,1 = 12 rad s-2


Jawaban yang benar adalah Due east.


6. Soal UN 2000/2001


Sebuah katrol cakram pejal massanya 8 kg dan berjari-jari 10 cm pada tepinya dililitkan seutas tali yang ujungnya diikatkan beban 4 kg (k = 10 ms-two ). Percepatan gerak turunnya beban adalah …


A. 2,5 ms–2


B. v,0 ms–2


C. 10,0 ms–2


D. 20,0 ms–2


E. 33,3 ms–2


Pembahasan


Diketahui :


Massa katrol cakram pejal (chiliad) = eight kg


Jari-jari katrol cakram pejal (r) = x cm = 0,1 meter


Massa beban (m) = 4 kg


Percepatan gravitasi (thou) = 10 yard/s2


Berat beban (w) = k g = (iv kg)(10 1000/s2) = 40 kg m/s2 = 40 Newton


Ditanya : Percepatan gerak turunnya beban


Jawab :


Hitung momen inersia cakram pejal :


I = 1/2 M R2 = 1/2 (8 kg)(0,1 chiliad)2 = (four kg)(0,01 m2) = 0,04 kg m2


Hitung momen gaya :


τ = F r = (40 N)(0,one thousand) = four Nm


Hitung percepatan sudut menggunakan rumus hukum II Newton untuk gerak rotasi :


Στ = I α


four = 0,04 α


α = iv / 0,04 = 100


Hitung percepatan gerak turunnya beban :


a = r α = (0,1)(100) = 10 m/s2


Jawaban yang benar adalah C.


7. Soal Un 2008/2009 P04 No. eight


Sebuah katrol pejal bermassa (Grand) dan jari-jarinya (R) seperti pada gambar! Salah satu ujung tali tak bermassa dililitkan pada katrol, ujung tali yang lain digantungi beban one thousand kg percepatan sudut katrol (α) jika beban dilepas. Jika pada katrol ditempelkan plastisin A yang bermassa 1⁄2 M, untuk menghasilkan



percepatan sudut yang sama beban harus dijadikan…. (I katrol = ane/2 MR2)


A. iii/4 chiliad kgPembahasan soal dinamika rotasi 6


B. three/2 grand kg


C. 2 m kg


D. 3 chiliad kg


E. 4 m kg

Pembahasan

Diketahui :

massa beban = m

Berat beban = westward = m g

Massa katrol pejal = M

Jari-jari katrol pejal = R

Percepatan sudut katrol = α

Ditanya :

Jika massa katrol bertambah menjadi Thousand + M/2 = 3M/2 dan percepatan sudut katrol = α, berapa massa beban ?

Jawab :

Momen inersia katrol tanpa plastisin :

I = ane/2 K R2 = 0,5 K R2

Momen inersia katrol + plastisin :

I = 1/2 (3M/2) R2 = (3M/4) R2 = 0,75M R2

Momen gaya :

τ = F R

Rumus hukum II Newton gerak rotasi :

Στ = I α

w R = I α

m thousand R = I α

α = m 1000 R / I

Pembahasan soal dinamika rotasi 7

Untuk menghasilkan percepatan sudut yang sama, massa beban harus dijadikan….. Subtitusikan α pada persamaan 2 dengan α pada persamaan i :

Pembahasan soal dinamika rotasi 8

Jawaban yang benar adalah B.


8. Soal UN 2009/2010 P12 No.7


Sebuah katrol dari benda pejal dengan tali yang dililitkan pada sisi luarnya ditampilkan seperti gambar. Gesekan katrol dengan tali dan gesekan di sumbu putarnya diabaikan. Jika beban bergerak turun dengan percepatan tetap a ms-ii, maka nilai momen inersia katrol setara dengan….


A. I = τ α RPembahasan soal dinamika rotasi 9


B. I = τ α-ane R


C. I = τ a R


D. I = τ a-1 R-one


E. I = τ a R-1


Pembahasan


Diketahui :


Gaya = w = 1000 one thousand


Lengan gaya = R


Percepatan sudut = α


Percepatan beban = a ms-2


Ditanya : Momen inersia katrol (I)


Jawab :


Hubungan antara percepatan linear dan percepatan sudut :


a = R α


α = a / R


Momen inersia dihitung menggunakan rumus :


τ = I α


I = τ : α = τ : a / R = τ (R / a) = τ R a-1


Tidak ada jawaban yang benar.


9. Soal United nations Fisika SMA/MA U-ZC-2013/2014 No.half-dozen


Sebuah katrol dari benda pejal dengan tali yang dililitkan pada sisi luarnya ditampilkan seperti gambar. Gesekan katrol diabaikan. Jika momen inersia katrol I = β dan tali ditarik dengan gaya tetap F, maka nilai F setara dengan….


A. F = α . β . R
Pembahasan soal dinamika rotasi 10


B. F = α . β 2 . R


C. F = α . (β . R)-1


D. F = α . β . (R)-1


E. F = R . (α . β)-1


Pembahasan


Diketahui :


Gaya tarik = F


Momen inersia katrol = β


Percepatan sudut katrol = α


Jari-jari katrol = R


Ditanya : Nilai F setara dengan….


Jawab :



Rumus hukum II Newton pada gerak rotasi :


Στ = β α ———- Persamaan i


Keterangan rumus :


Στ = Resultan momen gaya (torsi)


β = Momen inersia


α = Percepatan sudut



Resultan momen gaya yang bekerja pada katrol :


Στ = F R ———-> Persamaan 2


Keterangan rumus :


F = gaya tarik


R = Jarak titik kerja gaya F ke sumbu rotasi = jari-jari katrol


Gantikan Στ pada persamaan ane dengan Στ pada persamaan 2 :


Στ = β . α


F . R = β . α


F = (β . α) / R


F = β . α . (R-ane)


Jawaban yang benar adalah D.



Momentum Sudut


ten. Soal United nations 1999/2000 No. 28


Sebuah partikel bermassa 0,2 gram bergerak melingkar dengan kecepatan sudut tetap 10 rad s-one. Jika jari-jari lintasan partikel 3 cm, maka momentum sudut partikel itu adalah …


A. 3 × 10–vii kg m2 southward-1


B. nine × 10–seven kg m2 southward-one


C. 1,6 × ten–6 kg m2 due south-1


D. ane,8 × 10–4 kg m2 s-1


E. 4,5 × 10–iii kg m2 south-i


Pembahasan


Diketahui :


Massa partikel (m) = 0,2 gram = 2 10 10-iv kg


Kecepatan sudut (ω) = 10 rad southward-1


Jari-jari lintasan partikel (r) = three cm = iii x x-ii meter


Ditanya : Momentum sudut partikel


Jawab :


Rumus momentum sudut :


L = I ω



Keterangan : I momentum sudut, I = momen inersia, ω = kecepatan sudut


Momen inersia partikel :


I = thou r2 = (ii x 10-4 )(iii x 10-2)2 = (2 x 10-4 )(nine 10 10-iv) = xviii x 10-8


Momentum sudut adalah :


L = I ω = (18 x ten-8)(10 rad south-one) = xviii x 10-vii kg m2 southward-1


Tidak ada jawaban yang benar.


eleven. Soal UN 2005/2006


Seorang penari berputar, tangan terentang sepanjang 160 cm. Kemudian tangan dilipat menjadi lxxx cm sepanjang siku. Jika kecepatan sudut putar dari penari itu tetap maka momentum liniernya …

A. tetap

B. menjadi i/2 kali semula

C. menjadi 3/4 kali semula

D. menjadi 2 kali semula

E. menjadi 4 kali semula

Pembahasan

Diketahui :

Jari-jari 1 (r1) = 160 cm

Jari-jari 2 (r2) = eighty cm

Kecepatan sudut 1 (ω1) = ω

Kecepatan sudut i (ω2) = ω

Ditanya : Momentum linear

Jawab :

Kecepatan linear 1 :

v1 = r1 ω1 = (160 cm) ω

Kecepatan linear 2 :

v2 = r2 ω2 = (eighty cm) ω

Momentum linear i :

p = m v1 = m (160 cm) ω

Momentum linear two :

p = 1000 v2 = g (80 cm) ω

Jadi momentum linearnya menjadi 1/2 kali semula.

Jawaban yang benar adalah B.

Dinamika rotasi
222.50 KB

Sebuah Batang Yang Sangat Ringan Panjangnya 140 Cm. Pada

Source: https://soalfisikamipa.blogspot.com/2018/03/soal-dinamika-partikel-full-pembahasanya.html

Check Also

Contoh Soal Perkalian Vektor

Contoh Soal Perkalian Vektor. Web log Koma – Setelah mempelajari beberapa operasi hitung pada vektor …