Saturday, January 21, 2012

Latihan Soal Dinamika Gerak Rotasi

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 :



(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!



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



( 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 dalam kondisi tertahan diam kemudian dilepaskan.



Jika lantai dibawah m1 licin , tentukan percepatan gerak kedua massa!

Pembahasan
Tinjau katrol M



( 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!



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 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 :


Stumble
Delicious
Technorati
Twitter
Digg
Facebook
Yahoo
Feed

1 comment:

  1. 10 Fakta Unik Tentang Fisika

    Orang yang beranggapan sains membosankan, mereka salah. Berikut 10 fakta yang menjadi alasan mengapa sains tak membosankan bahkan cukup unik. Menurut penulis We Need to Talk About Kevin, Marcus Crown, berikut 10 fakta unik tentang ilmu fisika:

    1. Jika matahari terbuat dari pisang.

    Matahari panas karena beratnya yang luar biasa, sekitar bermiliar-miliar ton dan membuatnya menjadi inti tekanan kolosal. Tekanan besar menimbulkan temperatur besar. Jika matahari terbuat dari pisang, maka beratnya akan bermiliar-miliar ton dan memiliki efek yang sama dengan matahari.

    2. Semua materi pembuat ras manusia dapat masuk dalam kotak gula.

    Atom merupakan 99,9999999999999999% ruang kosong. Jika semua atom dipaksa bersatu dan menghilangkan ruang di antaranya seperti kotak gula, maka massanya sekitar 10 kali massa manusia hidup. Hal ini serupa yang terjadi pada bintang netron, massa super padat peninggalan supernova.

    3. Peristiwa di masa depan dapat mempengaruhi peristiwa di masa lalu.

    Keanehan dunia kuantum didokumentasikan. Tetapi keanehan itu semakin aneh. Menurut eksperimen fisikawan John Wheeler dan peneliti lain pada 2007, perubahan partikel masa kini dapat mengubah partikel pada masa lalu.

    4. Hampir sebagian besar semesta menghilang

    Kemungkinan terdapat lebih dari 100 miliar galaksi di kosmos. Setiap galaksi memiliki 10 juta bintang. Matahari kita memiliki berat bermiliar-miliar ton. Materi ini merupakan materi terlihat di semesta.

    Materi lain disebut ‘materi gelap’. Materi ini masih butuh penjelasan dan tampaknya materi ini merupakan perluasan semesta.

    5. Benda dapat bergerak lebih cepat dari cahaya.

    Kecepatan cahaya konstan pada ruang hampa adalah 300 ribu km/detik, dan cahaya tak selalu melewati ruang hampa. Dalam air, foton bergerak sepertiga kecepatan awal. Dalam reaktor nuklir, beberapa partikel dipaksa bergerak dalam kecepatan tinggi bahkan lebih cepat dari cahaya.

    6. Ada jumlah tak terbatas saat menulis dan membaca

    Menurut standar model kosmologi saat ini, jumlah semesta yang dapat dihitung pun tak ada batasnya seperti buih. Namun, jumlah kemungkinan sejarah terbatas karena jumlah peristiwa terjadi juga terbatas.

    7. Lubang Hitam tidak hitam

    Lubang hitam memang sangat gelap, tapi tak hitam. Mereka bersinar dan memberi sedikit spektrum cahaya, temasuk cahaya yang dapat dilihat.

    8. Penjelasan mendasar dari semesta tak termasuk masa lalu, kini atau masa depan

    Menurut teori relativitas, tak ada hal seperti masa kini atau masa depan atau masa lalu. Bingkai waktu sangat relatif. Waktu kita sama karena kita bergerak pada kecepatan yang sama. Jika kita bergerak pada kecepatan berbeda, kita akan menemukan bahwa kita menua lebih cepat.

    9. Partikel dapat mempengaruhi sisi lain semesta dalam sekejab

    Ketika elektron bertemu kembaran antimateri, keduanya akan hancur dalam kilatan energi dan dua foton akan terbang dari ledakan itu.

    Kembaran itu akan mulai berputar pada arah sebaliknya, dan secara instan kembaran di sisi lain semesta juga ikut berputar.

    10. Semakin cepat bergerak, semakin berat

    Jika Anda berlari dengan cepat, berat Anda akan bertambah. Tak permanen, tapi secara sesaat akan menambah sedikit berat. Menurut teori relativitas, massa dan energi adalah sama. Semakin banyak energi yang dikeluarkan, semakin berat massanya.
    :)]

    ReplyDelete