Soal Dinamika Rotasi Bimbel Jakarta Timur Soal Dinamika Rotasi | Bimbel Jakarta Timur

Tempat Bimbel Terdekat Terbaik dan Murah di Jakarta Timur, Rujukan Soal Materi Ujian, Matematika IPA Fisika Kimia Biologi, SD SMP SMA Mahasiswa Guru

                                                                            


    Bimbel Jakarta Timur
    Phone: +62895322288565
    cash
    Jl. Wijaya Kusuma I No.212, RT.1/RW.7, Malaka Sari
    Jakarta, Jakarta Raya 13460
    Artikel/gambar/video berbagai disiplin ilmu seperti matematika, IPA dan ilmu komputasi. Jelajahi pemikiran logis tingkat lanjut, kemampuan konseptual, dan tingkatkan pemahaman siswa pendidikan dasar, menengah, tinggi, guru, dan pendidikan nonformal

    Soal Dinamika Rotasi

    Gerak rotasi benda adalah gerak suatu benda mengitari suatu poros. Dinamika rotasi mempelajari gerak rotasi benda dengan penyebabnya yaitu torsi atau
    Share it:


    Soal Dinamika Rotasi Bimbel Jakarta Timur Majalah Quanta

    Gerak rotasi benda adalah gerak suatu benda mengitari suatu poros. Dinamika rotasi mempelajari gerak rotasi benda dengan penyebabnya yaitu  torsi atau momen gayanya.

    1. Perhatikan gambar Soal Dinamika Rotasi 1 berikut!
    Soal Dinamika Rotasi Bimbel Jakarta Timur Majalah Quanta
    Soal Dinamika Rotasi 1
    Tiga buah partikel dengan massa m, 2m dan 3m berada pada sebuah kerangka yang massanya diabaikan. Sistem berada pada bidang xy dengan setiap partikel mempunyai jarak tertentu terhadap pusat bidang. Jika sistem diputar terhadap sumbu y, maka momen inersia sistem adalah....
    a. 8 ma²
    b. 24 ma²
    c. 33 ma²
    d. 51 ma²

    Pembahasan:
    Sistem diputar terhadap sumbu y
    Massa m berjarak 4a dari sumbu y
    Massa 2m berjarak 2a dari sumbu y
    Massa 3m berjarak 0 dari sumbu y

    I = Σ m.r²
    = m₁.r₁² + m₂.r₂² + m₃.r₃²
    = m.(4a)² + 2m.(2a)² + 3m.(0)²
    = 16ma² + 8ma² + 0
    = 24 ma²

    Jawaban: b


    2. Perhatikan gambar Soal Dinamika Rotasi 2 berikut!
    Soal Dinamika Rotasi Bimbel Jakarta Timur Majalah Quanta
    Soal Dinamika Rotasi 2
    Benda A dan benda B yang massanya sama yaitu 4 kg dihubungkan oleh batang yang panjangnya 150 cm. Jika massa batang diabaikan dan batang diputar pada bagian tengah, maka momen inersia sistem tersebut adalah....
    a. 0
    b. 2,25 kg.m²
    c. 4,50 kg.m²
    d. 6,00 kg.m²

    Pembahasan:
    m= mb = 4 kg
    r= r= 150 cm : 2 = 75 cm = 0,75 m

    I = Σ m.r²
    ma.ra² + mb.rb²
    = 4. (0,75)² + 4. (0,75)²
    = 4. 0,5625 + 4. 0,5625
    = 2,25 + 2,25
    = 4,5 kg.m²

    Jawaban: c


    3. Tiga benda A, B dan C dihubungkan pada batang yang panjangnya 120 cm seperti gambar Soal Dinamika Rotasi 3 berikut.
    Massa A, B dan C masing-masing 2 kg, 3 kg dan 4 kg serta jarak benda A ke benda B adalah 80 cm. Jika sistem diputar dengan sumbu pada kedudukan benda C, besar momen inersia sistem adalah....
    a. 0,48 kg.m²
    b. 2,40 kg.m²
    c. 2,88 kg.m²
    d. 3,36 kg.m²

    Pembahasan:
    m= 2 kg, m= 3 kg dan mc = 4 kg
    Diputar terhadap C
    rac = 120 cm = 1,2 m
    rbc = 120 cm - 80 cm= 40 cm = 0,4 m

    I = Σ m.r²
    ma.ra² + mb.rb²
    = 2. (1,2)² + 3. (0,4)²
    = 2. 1,44 + 3. 0,16
    = 2,88 + 0,48
    = 3,36 kg.m²

    Jawaban: d


    4. Perhatikan gambar Soal Dinamika Rotasi 4  berikut!
    Tiga buah partikel dengan massa 3m, 4m dan 5m berada pada sebuah kerangka yang massanya diabaikan. Sistem berada pada bidang xy dengan setiap partikel mempunyai jarak tertentu terhadap pusat bidang. Jika sistem diputar terhadap sumbu x, maka momen inersia sistem adalah....
    a. 27 ma²
    b. 47 ma²
    c. 51 ma²
    d. 63 ma²

    Pembahasan:
    Sistem diputar terhadap sumbu x
    Massa 4m berjarak 0 dari sumbu x
    Massa 5m berjarak 2a dari sumbu x
    Massa 3m berjarak 
    r² = (5a)² - (4a)² 
    r² = 25a² - 16a²
    r  = √9a² = 3a

    I = Σ m.r²
    = m₁.r₁² + m₂.r₂² + m₃.r₃²
    = 4m.(0)² + 5m.(2a)² + 3m.(3a)²
    = 0 + 20 ma² + 27 ma²
    = 47 ma²

    Jawaban: b


    5. Tiga benda A, B dan C dengan massa sama besar dihubungkan pada batang yang panjangnya 40 cm seperti gambar Soal Dinamika Rotasi 5 berikut.
    Ketika diputar dengan sumbu putar di A, sistem memiliki momen inersia 0,75 kgm². Jika sistem diputar dengan sumbu putar di B, momen inersia sistem menjadi .....
    a. 0,03 kgm² 
    b. 0,27 kgm²
    c. 0,30 kgm²
    d. 0,33 kgm²

    Pembahasan:
    m= mmc = m
    rac = 40 cm = 0,4 m
    rab = 30 cm = 0,3 m
    rbc = 10 cm = 0,1 m

    Sumbu putar di A
    Imb.rab² + mc.rac²
    0,75 = m.0,3² + m.0,4²
    0,75 = 0,09 m + 0,16 m
    0,75 = 0,25 m
    m = 0,75 : 0,25 = 3 kg

    Sumbu putar di B
    Ib ma.rab² + mc.rbc²
    Ib = 3.0,3² + 3.0,1²
    Ib = 0,27 + 0,03
    Ib = 0,30 kgm²

    Jawaban: c


    6. Sebuah batang homogen yang panjangnya 80 cm ketika diputar di tengah memiliki momen inersia sebesar 0,25 kgm². Besar momen inersia batang tersebut jika diputar pada salah satu ujungnya adalah....
    a. 0,12 kgm²
    b. 0,4 kgm²
    c. 0,75 kgm²
    d. kgm²

    Pembahasan:
    Soal Dinamika Rotasi Bimbel Jakarta Timur Majalah Quanta
    Soal Dinamika Rotasi 6
    I tengah : I ujung = ¹/₁₂ : ¹/₃
     0,25 : I ujung = 3 : 12
    I ujung = 0,25 x 12 : 3 = 1 kgm²

    Jawaban: d


    7. Sebuah batang yang massanya diabaikan mempunyai panjang 1 m. Pada batang tersebut bekerja tiga buah gaya F₁= 30 N, F₂ = 10 N dan F₃ = 20 N dengan arah dan posisi seperti gambar.
    Soal Dinamika Rotasi Bimbel Jakarta Timur Majalah Quanta
    Soal Dinamika Rotasi 7
    Jika batang berotasi pada pusat massanya, maka besar momen gaya yang bekerja adalah...
    a. -27 N.m
    b. -23 N.m
    c. 10 N.m
    d. 27 N.m

    Pembahasan:
    Perhatikan gambar berikut
    Jarak titik A, B dan C terhadap poros berturut-turut adalah
    r = 50 cm = 0,5 m
    r₂ = 50 cm - 30 cm = 20 cm = 0,2 m
    r₃ = 50 cm = 0,5 m

    Jika diputar pada pusat batang, ketiga gaya searah dengan arah jarum jam, maka bernilai negatif.
    Σ𝛕 = F₁.r₁ + F₂.r₂ + F₃.r
        = (-30).0,5 + (-10).0,2 + (-20).0,5
        = -15 + (-2) + (-10)
        = -27 N.m

    Jawaban: a


    8. Sebuah batang yang massanya diabaikan mempunyai panjang 1 m. Pada batang tersebut bekerja tiga buah gaya F₁= 10 N, F₂ = 30 N, F₃ = 25 N dan F₄ = 20 N dengan arah dan posisi seperti gambar.
    Soal Dinamika Rotasi Bimbel Jakarta Timur Majalah Quanta
    Soal Dinamika Rotasi 9
    Besar momen gaya yang bekerja jika diputar dengan poros di titik A adalah...
    a. -5 N.m
    b. -1N.m
    c. 1 N.m
    d. 5 N.m

    Pembahasan:
    Perhatikan gambar berikut
    Karena titik A adalah poros, maka momen gaya di titik A = 0
    Jarak titik B, C dan D terhadap poros berturut-turut adalah
    r₂ = 10 cm = 0,1 m
    r₃ = 90 cm = 0,9 m
    r = 1 m

    Σ𝛕 = F₂.r₂ + F₃ sin 53°.r₃ + F₄.r 
        = (-30).0,1 + (-25).0,8.0,9 + 20.1
        = -3 + (-18) + 20
        = -1 N.m

    Jawaban: b


    9. Seorang pedagang buah membawa beban dua buah keranjang pada ujung-ujung sebuah batang kayu yang massanya diabaikan. Batang kayu mempunyai panjang 120 cm dan beban yang dipikulnya seperti pada gambar.
    Soal Dinamika Rotasi Bimbel Jakarta Timur Majalah Quanta
    Soal Dinamika Rotasi 11
    Agar beban yang dipikul seimbang, pedagang itu harus memikulnya pada posisi....
    a. 20 cm dari titik P
    b. 24 cm dari titik P
    c. 48 cm dari titik P
    d. 72 cm dari titik P

    Pembahasan:
    Perhatikan gambar berikut
    Jika diasumsikan beban seimbang dengan poros O
    Jarak titik P ke poros O misalkan x
    Jarak titik Q ke poros O misalkan 1,2 m - x

    F₁ = m₁.g = 10.10 = 100 N (bernilai positif karena berlawanan arah jarum jam)
    F₂ = m₂.g = 15.10 = 150 N (bernilai negatif karena searah arah jarum jam)

    Σ𝛕 = 0, karena seimbang
    Σ𝛕 = F₁.r₁ + F₂.r
     0  = 100.x + (-150).(1,2-x)
     0  = 100x - 180 + 150x
    180 = 250x
    x = 180 : 250 = 0,72 m dari titik P
       = 72 cm dari titik P

    Jawaban: d


    10. Sebuah persegipanjang ABCD berukuran AB = 16 cm dan BC = 12 cm bekerja enam buah gaya seperti pada gambar berikut.
    Soal Dinamika Rotasi Bimbel Jakarta Timur Majalah Quanta
    Soal Dinamika Rotasi 13
    Besar F₁ = 25 N, F₂ = 40 N, F₃ = 30 N, F₄ = 20 N, F₅ = 35 N dan F₆ = 20 N. Tentukan momen total yang dihasilkan tiap gaya terhadap poros yang melalui titik O!
    a. -5,2 Nm
    b. -3,8 Nm
    c. -1,2 Nm
    d. 2 Nm

    Pembahasan:
    Lengan momen adalah panjang garis yang ditarik dari titik poros sampai memotong tegak lurus garis kerja gaya.

    Perhatikan gambar

    Soal Dinamika Rotasi Bimbel Jakarta Timur Majalah Quanta
    Soal Dinamika Rotasi 14

    Lengan momen F1 adalah garis OA1 yang panjangnya = 1/2 x AD = 8 cm = 0,08 m

    Lengan momen F2 dan F5 adalah nol karena garis kerja gaya melalui poros

    Lengan F3 = OC1 = 1/2 x AB = 6 cm = 0,06 m

    Lengan F4 = OC1 = 1/2 x AB = 6 cm = 0,06 m

    Lengan F6 = OB1 = 1/2 x AB = 6 cm = 0,06 m

    τ1F1 . OA1 = 25 . 0,08 = -2 N.m (searah jarum jam)

    τ2F2 . 0 = 0

    τ3F3 . OC1 = 30 . 0,06 = -1,8 N.m (searah jarum jam)

    τ4F4 . OC1 = 20. 0,06 = 1,2 N.m (berlawanan jarum jam)

    τ5F5 . 0 = 0

    τ6F6 . OB1 = 20. 0,06 = -1,2 N.m (searah jarum jam)


    Σ𝛕 = -2 + 0 + (-1,8) + (-1,2) + 0 + 1,2

        = -3,8 N.m


    Jawaban: b


    11. Besar momen total yang dihasilkan setiap gaya pada persegipanjang ABCD no.10 terhadap poros yang melalui titik A adalah....
    a. -5,04 N.m
    b. -2,64 N.M
    c. 2,64 N.M
    d. 3,84 N.m

    Pembahasan:
    Perhatikan gambar

    Lengan momen F1F5 dan F6  adalah nol karena garis kerja gaya melalui poros

    Lengan  F2 = AA₁ = 16 x 12 : 20 = 9,6 cm = 0,096 m

    Lengan F3 = AD =  12 cm = 0,12 m

    Lengan F4 = AD =  12 cm = 0,12 m

    τ1 = F1 . 0 = 0

    τ2 = F2 . AA₁  = 40 . 0,096 = -3,84 N.m (searah jarum jam)

    τ3 = F3 . AD = 30 . 0,12 = -3,6 N.m (searah jarum jam)

    τ4 = F4 . AD = 20 . 0,12 = 2,4 N.m (berlawanan jarum jam)

    τ5 = F5 . 0 = 0

    τ6 = F6 . 0 = 0


    Σ𝛕 =  0 + (-3,84) + (-3,6) + 2,4 + 0 + 0

        = -5,04 N.m

      

    Jawaban: a


    12. Sebuah persegi dengan panjang rusuk 40 cm bekerja 5 buah gaya seperti gambar berikut.
    Soal Dinamika Rotasi Bimbel Jakarta Timur Majalah Quanta
    Soal Dinamika Rotasi 16
    Besar momen gaya total terhadap poros yang melalui titik O adalah....
    a. -6 N.m
    b. 8 N.m
    c. 12 N.m
    d. 20 N.m

    Pembahasan:

    Perhatikan gambar

    Soal Dinamika Rotasi Bimbel Jakarta Timur Majalah Quanta
    Soal Dinamika Rotasi 17
    Lengan F₁ = OP₁ = 20 cm = 0,2 m
    Lengan F₂ = OP₁ = 20 cm = 0,2 m
    Lengan F₃ = 0
    Lengan F₄ = OR = 20√2 cm = 0,2√2 m
    Lengan F₅ = OS₁ = 20 cm = 0,2 m

    τ₁ = F₁.OP₁ = 10.0,2 = 2 N.m (berlawanan arah jarum jam)
    τ₂ = F₂.OP₁ = 30.0,2 = -6 N.m (searah jarum jam)
    τ₃ = F₃.0 = 0
    τ₄ = F₄.OR = 20√2.0,2√2 = 8 N.m (berlawanan arah jarum jam)
    τ₅ = F₅.OS₁ = 20.0,2 = 4 N.m (berlawanan arah jarum jam)

    Σ𝛕 = 2 + (-6) + 0 + 8 + 4 = 8 N.m

    Jawaban: b


    13. Sebuah partikel yang massanya 0,1 kg bergerak melingkar dengan kecepatan 10 rad/s. Jika jari-jari lintasan partikel tersebut adalah 4 cm, maka besar momentum sudut partikel tersebut adalah.......kg.m².s⁻¹
    a. 1,6.10⁻¹
    b. 4,0.10⁻¹
    c. 1,6.10⁻³
    d. 4,0.10⁻³

    Pembahasan:
    m = 0,1 kg
    ω = 10 rad/s
    r = 4 cm = 0,04 m

    L = I.ω = mr²ω
    = 0,1.(0,04)².10
    = 10⁻¹.1,6.10⁻³.10
    1,6.10⁻³ kg.m².s⁻¹

    Jawaban: c


    14. Seorang penari dengan tangan terentang mempunyai momen inersia 4 kg.m² dan berotasi dengan kecepatan sudut 15 rad/s. Ketika tangannya dirapatkan, momen inersia penari menjadi 3,2 kg.m². Maka kecepatan sudutnya menjadi....
    a. 8,75 rad/s
    b. 10,25 rad/s
    c. 16,25 rad/s
    d. 18,75 rad/s

    Pembahasan:
    Tidak ada resultan momen gaya luar yang bekerja pada penari, maka berlaku hukum kekekalan momentum sudut
    L = L
    I₁.ω₁ = I₂.ω
    4.15 = 3,2.ω
    60 = 3,2ω
    ω₂ = 18,75 rad/s
    Jawaban: d


    15. Sebuah piringan berbentuk silinder pejal homogen mula-mula berputar pada porosnya dengan kecepatan sudut 6 rad/s. Bidang piringan sejajar dengan bidang horisontal. Piringan mempunyai massa 0,5 kg dan jari-jari 20 cm. Di atas piringan kemudian diletakkan benda berbentuk cincin yang bermassa 0,5 kg dan jari-jari 10 cm dengan pusat cincin tepat di atas pusat piringan. Piringan dan cincin akan bersama-sama berputar dengan kecepatan sudut.....
    a. 2 rad/s
    b. 4 rad/s
    c. 8 rad/s
    d.10 rad/s

    Pembahasan:
    Momentum sudut mula-mula
    Piringan (silinder pejal) = L
    = I₁.ω
    ½.m₁.r².ω
    ½.0,5.0,2².6
    = 0,06
    Cincin (silinder berongga tipis) = L₂ = 0 (belum berada dalam sistem)

    Momentum sudut akhir
    Piringan (silinder pejal) = L₁'
    = I₁.ω₁'
    ½.m₁.r².ω₁'
    ½.0,5.0,2².ω₁'
    = 0,01ω₁'
    Cincin (silinder berongga tipis) = L₂'
    = I₂.ω₂'
    = m₂.r².ω₂'
    = 0,5.0,1²ω₂'
    = 0,005ω₂'
    Piringan dan cincin bergerak bersama, maka kecepatan sudutnya sama
    ω₁' = ω₂' = ω'

    Hukum kekekalan momentum sudut
    L = L'
    L₁ + L₂ = L₁' + L₂'
    0,06 + 0 = 0,01ω₁' + 0,005ω₂'
    0,06 = (0,01+0,005)ω'
    0,06 = 0,015ω'
    ω' = 0,06 : 0,015 = 4 rad/s

    Jawaban: b


    16. Benda A dan B bergerak dari titik asal O seperti gambar. 
    Soal Dinamika Rotasi Bimbel Jakarta Timur Majalah Quanta
    Soal Dinamika Rotasi 18
    Kecepatan A adalah 2 m/s dan B adalah 3 m/s. Jika massa benda a = 5 kg dan B = 4 kg, maka momentum sudut total terhadap titik O adalah..... kg.m².s⁻¹
    a. -6
    b. 4
    c. 6
    d. 24

    Pembahasan:
    L = I.ω = mr².v/r = mrv
    L₁ = m₁.r₁.v
    = 5.3.2
    = 30 kg.m².s⁻¹ (bernilai positif karena berlawanan arah jarum jam)
    L₂ = m₂ .r₂ .v₂ 
    = 4.2.3
    = 24 kg.m².s⁻¹ (bernilai negatif karena searah jarum jam)
     
    L = L₁ + L₂ 
    = 30 + (-24) 
    = 6 kg.m².s⁻¹

    Jawaban: c


    17. Sebuah roda dipasang pada suatu poros yang berjari-jari 40 cm. Sebuah gaya 60 N diberikan dalam arah tangensial terhadap poros seperti pada gambar.
    Soal Dinamika Rotasi Bimbel Jakarta Timur Majalah Quanta
    Soal Dinamika Rotasi 19
    Jika momen inersia sistem (roda + poros) adalah 5 kg.m², maka percepatan sudut roda adalah....
    a. 1,2 rad/s²
    b. 1,8 rad/s²
    c. 2,4 rad/s²
    d. 4,8 rad/s²

    Pembahasan:
    Σ𝛕 = I. α
    F.r = I. α
    60.0,4 = 5.α
    α = 24 : 5 = 4,8 rad/s²

    Jawaban: d


    18. Sebuah yoyo diasumsikan berbentuk silinder pejal dengan massa 150 gram. Ketika yoyo dilepaskan ke bawah, terjadi tegangan tali.
    Soal Dinamika Rotasi Bimbel Jakarta Timur Majalah Quanta
    Soal Dinamika Rotasi 20
    Jika besar g = 10 m/s², tentukan besar tegangan tali tersebut!
    a. 0,5 N
    b. 1 N
    c. 2 N
    d. 2,5 N

    Pembahasan:
    Perhatikan gambar
    Gerak translasi
    ΣF = m.a
    W - T = m.a
    (0,15.10) - T = 0,15.a
    1,5 - T = 0,15a (persamaan I)

    Gerak rotasi
    Σ𝛕 = I. α
    T.r = ½.mr².a/r
    T = ½.0,15a
    T = 0,075a
    a = 40/3 T (persamaan II)

    Substitusi
    1,5 - T = 0,15a
    1,5 - T = 0,15.40/3T
    1,5 - T = 2T
    1,5 = 2T + T
    1,5 = 3T
    T = 1,5 : 3 = 0,5 N

    Jawaban: a


    19. Sebuah benda berbentuk silinder pejal dengan massa 5 kg dan berjari-jari 20 cmberada pada permukaan kasar. Benda tersebut ditarik dengan gaya 30 N seperti pada gambar.
    Soal Dinamika Rotasi Bimbel Jakarta Timur Majalah Quanta
    Soal Dinamika Rotasi 22
    Tentukan percepatan gerak pada silinder tersebut!
    a. 2 m/s²
    b. 4 m/s²
    c. 6 m/s²
    d. 8 m/s²

    Pembahasan:
    Perhatikan gambar berikut
    Soal Dinamika Rotasi Bimbel Jakarta Timur Majalah Quanta
    Soal Dinamika Rotasi 23
    Tinjau gerak translasi
    ΣF = m.a
    F - f ges = m.a
    30 - f ges = 5.a (persamaan I)

    Tinjau gerak rotasi
    Σ𝛕 = I.𝜶
    (F + f ges) . r = ½.m.r².(a/r)
    (30 + f ges) . = ½.5..(a/r)
    30 + f ges = 2,5 a (persamaan II)

    Eliminasi persamaan I dan II
    30  - f ges = 5.a
    30 + ges = 2,5 a  +
    60            = 7,5 a

    a = 60 : 7,5 = 8 m/s²

    Jawaban: d


    20. Sebuah bola pejal dengan massa 3 kg dilepaskan dari ketinggian 3 m dan menggelinding sepanjang bidang yang memiliki sudut kemiringan 37°. Jika besar g = 9,8 m/s², percepatan linear bola adalah....
    a. 3 m/s²
    b. 4,2 m/s²
    c. 4,9 m/s²
    d. 6 m/s²

    Pembahasan:
    Gerak rotasi
    Σ𝛕 = I. α
    F ges.r = ²/₅.m.a/r
    F ges = ²/₅.3.a = 1,2 a

    Gerak translasi bidang miring
    ΣF = m.a
    W.sin 37° - f ges = m. a
    m.g.sin 37° - 1,2 a = 3.a
    3x9,8x0,6 = 3a + 1,2a
    17,64 = 4,2a
    a = 17,64 : 4,2 = 4,2 m/s²

    Jawaban: b


    21. Dua buah bola pejal A dan B identik dilepaskan dari keadaan diam menuruni bidang miring pada keadaan ketinggian 3,5 m pada saat yang bersamaan. Bola A menuruni bidang miring dengan meluncur sedangkan bola B menggelinding. Tentukan perbandingan kecepatan bola A dan B ketika tiba di dasar bidang miring!  
    a. √2 : √5
    b. √5 : √7
    c. √7 : √2
    d. √7 : √5

    Pembahasan:
    Bola A meluncur, artinya hanya melakukan gerak translasi
    Hukum kekekalan energi : Ep₁ + Ek₁ = Ep₂ + Ek₂ 
    mgh₁ + ½mv₁²= mgh₂ + ½mv₂²
    10.3,5 + ½.0 = 10.0 + ½.v₂²
    35 + 0 = 0 + ½.v₂²
    35 = ½.v₂²
    v₂² = 70
    v₂ = √70


    Bola B  menggelinding, artinya hanya melakukan gerak translasi dan rotasi
    Energi kinetik gerak rotasi =  ½ I.ω²
    Untuk bola pejal I = ²/₅.mr² dan ω = v/r
    Maka EK rotasi bola B 
    ½ I.ω²
    ½ (²/₅.mr²) (v/r)²
    = ¹/₅.mv²
    EK total bola B
    = Ek translasi + Ek rotasi
    ½ mv² + ¹/₅.mv²
    = ⁷/₁₀ mv²

    Hukum kekekalan energi : Ep₁ + Ek₁ = Ep₂ + Ek₂ 
    mgh₁ + ½mv₁²= mgh₂ + ⁷/₁₀ mv₂² 
    10.3,5 + ½.0 = 10.0 + ⁷/₁₀.v₂²
    35 + 0 = 0 + ½.v₂²
    35 = ⁷/₁₀.v₂²
    v₂² = 50
    v₂ = √50

    Perbandingan kecepatan bola A dan B ketika tiba di dasar bidang miring
    √70 : √50
    = (√10.√7) : (√10.√5)
    √7 : √5

    Jawaban: d


    22. Sebuah silinder pejal dengan massa 25 kg menggelinding di atas permukaan datar dengan laju 8 m/s. Besar energi kinetik yang dikerjakan silinder adalah....
    a. 500 N
    b. 600 N
    c. 900 N
    d. 1200 N

    Pembahasan:
    Energi kinetik ketika menggelinding
    = EK translasi + EK rotasi
    ½ mv² + ½ I.ω²
    ½ mv² + ½ (½ mr²) (v/r)²
    ½ mv² + ¼ mv² 
    = ¾ mv² 
    ¾. 25. 8²
    = 1200 N

    Jawaban: d


    23. Dua buah benda digantungkan pada katrol yang massanya 3 kg seperti pada gambar.
    Soal Dinamika Rotasi Bimbel Jakarta Timur Majalah Quanta
    Soal Dinamika Rotasi 24
    Jika massa benda 2 lebih besar dari massa benda 1 sedangkan m₁ = 2 kg dan T₁ = 24 N, maka besar T₂ adalah.... (g = 10 m/s²)
    a. 18 N
    b. 21 N
    c. 25 N
    d. 27 N

    Pembahasan:
    Benda 2 mempunyai massa lebih besar, maka arah gerak sistem seperti ditunjukkan gambar
    Gerak translasi benda 1
    ΣF = m.a
    T₁ - W₁ = m₁.a
    24 - 2.10 = 2.a
    4 = 2a
    a = 2 m/s²

    Gerak rotasi
    Σ𝛕 = I. α
    (T₂ - T₁).½.M.a/r
    T₂ - 24 = ½.3.2
    T₂ - 24 = 3
    T₂ = 3 + 24 = 27 N

    Jawaban: d


    24. Dua buah benda dihubungkan dengan tali pada katrol berbentuk silinder pejal yang massanya 4 kg seperti gambar.
    Soal Dinamika Rotasi Bimbel Jakarta Timur Majalah Quanta
    Soal Dinamika Rotasi 26
    Benda 1 bermassa 5 kg berada pada lantai datar licin sedangkan benda 2 bermassa 3 kg pada posisi menggantung.  Jika percepatan gravitasi adalah 10 m/s², maka besar tegangan tali T₁ dan T₂ masing-masing adalah....
    a. T₁ = 15 N dan T₂ = 21 N
    b. T₁ = 18 N dan T₂ = 20 N
    c. T₁ = 20 N dan T₂ = 21 N
    d. T₁ = 21 N dan T₂ =18 N

    Pembahasan:
    Gerak rotasi
    Σ𝛕 = I. α
    (T₂ - T₁).½.M.a/r
    T₂ - T₁ = ½.4.a
    T₂ - T₁ = 2a

    Gerak translasi  
    ΣF = m.a
    W₂ - T₂ + T₁ = (m₁+m₂).a
    30 - T₂ + T₁ = (3 + 5).a
    30 - T₂ + T₁ = 8a
    30 - (T₂ - T₁) = 8a
    30 - 2a = 8a
    30 = 8a + 2a
    30 = 10 a
    a = 30 : 10 = 3 m/s²

    Gerak translasi benda 2
    ΣF = m.a
    W₂ - T= m.a
    30 - T₂ = 3.3
    30 - T₂ = 9
    T₂  = 30 - 9 = 21 N

    T₂ - T₁ = 2a
    21 - T₁ = 2.3
    21 - 6 = T₁ 
    T₁ = 15 N

    Jawaban: a


    25. Dua buah benda dihubungkan dengan tali pada katrol berbentuk silinder pejal yang massanya 2 kg seperti gambar.
    Soal Dinamika Rotasi Bimbel Jakarta Timur Majalah Quanta
    Soal Dinamika Rotasi 28
    Benda 1 bermassa 4 kg berada pada lantai licin dengan kemiringan 37°, sedangkan benda 2 bermassa 3 kg pada posisi menggantung.  Jika percepatan gravitasi adalah 10 m/s², maka besar tegangan tali T₁ dan T₂ masing-masing adalah....
    a. T₁ = 25 N dan T₂ = 21,75 N
    b. T₁ = 25,5 N dan T₂ = 27 N
    c. T₁ = 25 N dan T₂ = 27,75 N
    d. T₁ = 27 N dan T₂ = 27,75 N

    Pembahasan:
    Gerak rotasi
    Σ𝛕 = I. α
    (T₂ - T₁).½.M.a/r
    T₂ - T₁ = ½.2.a
    T₂ - T₁ = a

    Gerak translasi  
    ΣF = m.a
    W₂ - T₂ + T₁ - W₁.sin α = (m₁+m₂).a
    30 - T₂ + T₁ - 40.0,6= (3 + 4).a
    30 - T₂ + T₁ - 24 = 7a
    30 - (T₂ - T₁) = 7a
    6 - = 7a
    6 = 7a + a
    6 = 8a
    a = 6 : 8 = 0,75 m/s²
    Gerak translasi benda 2
    ΣF = m.a
    W₂ - T₂ m.a
    30 - T₂ = 3.0,75
    30 - T₂ = 2,25
    T₂  = 30 - 2,25 = 27,75 N

    T₂ - T₁ = a
    27,75 - T₁ = 0,75
    27,75 - 0,75 = T₁ 
    T₁ = 27 N

    Jawaban: d


    Share it:

    Fisika

    IPA

    Soal

    video

    Post A Comment:

    0 comments:

    Terimakasih atas komentar yang sopan, bijak, dan koreksinya (bilamana ada kesalahan, karena saya hanya manusia biasa yang tidak luput dari kesalahan) ^_^

    lt;noscript>