12 dinamika gerak ro

8/16/2019 12 Dinamika Gerak Ro

1/11

Fisika Study Center Never Ending Learning

(/)

Dinamika Gerak Rotasi

Fisikastudycenter.com- Contoh

Soal dan Pembahasan Dinamika

Rotasi, Materi Fisika kelas 2 SMA.

Penekanan pada kasus dengan

penggunaan persamaan Σ τ = Iα

dan Σ F = ma, momen inersia (silinder dan bola pejal), kasus Energi kinetik translasi-rotasi

dan hubungan-hubungan antara besaran gerak rotasi dan translasi.

Soal No. 1

Sebuah ember berikut isinya bermassa m = 20 kg dihubungkan dengan tali pada sebuah

katrol berbentuk silinder pejal bermassa M = 10 kg. Ember mula-mula ditahan dalam kondisi

diam kemudian dilepaskan.

Jika jari-jari katrol 25 cm dan percepatan gravitasi bumi 10 m/s tentukan :

a) percepatan gerak turunnya benda m

b) percepatan sudut katrol

c) tegangan tali

Pembahasan

Main Menu

Home (/)

In English

(http://physics.fisikastudycen

Fisika X SMA (/fisika-x-

sma)

Fisika XI SMA (/fisika-xi-

sma)

Fisika XII SMA (/fisika-xii-

sma)

Fisika SMP (/fisika-smp)

Olimpiade Fisika

(/olimpiade-fisika)

UN Fisika SMA (/un-

fisika-sma)

UN Fisika SMP (/un-

fisika-smp)

Bank Soal UN Fisika

SMA (/bank-soal-un-

fisika-sma)

Bank Soal UN Fisika

SMP (/bank-soal-un-

fisika-smp)

Ilustrasi Fisika Animasi

(/animasi-fisika)

Tips (/tips)

Rumus Fisika (/rumus-

fisika)

Tabel-Tabel (/tabel-tabel)

SKL UN Fisika (/skl-un-

fisika)

Materi Fisika SMA

(/materi-fisika-sma)

Bank Soal Semester

SMA (/bank-soal-

semester)

Bank Soal Semester

SMP (/bank-soal-

semester-smp)

Astronomi (/astronomi)

Try Out Online (/try-out-

fisika-smp-sma)

2

Page 1 of 11Dinamika Gerak Rotasi

5/24/2016http://fisikastudycenter.com/fisika-xi-sma/12-dinamika-gerak-rotasi


2/11

(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 m = 5 kg , m = 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

1 2




3/11

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




4/11

dua buah massa m = 5 kg dan m = 3 kg m = 3 kg dan m = 5 kg dalam kondisi tertahan

diam kemudian dilepaskan.

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

Pembahasan

Tinjau katrol M

( Persamaan 1 )

Tinjau m

( Persamaan 2 )

Tinjau m

( Persamaan 3 )

Gabung 2 dan 3

( Persamaan 4 )

1 2 1 2

1

2

1




5/11

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 (http://fisikastudycenter.com/)

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.




6/11

Pembahasan

Hukum Kekekalan Energi Mekanik :

Soal No. 6

Silinder pejal dengan jari-jari 5 cm bermassa 0,25 kg bertranslasi dengan kelajuan linear 4

m/s. Tentukan energi kinetik silinder jika selain bertranslasi silinder juga berotasi!

Pembahasan

Data dari soal:

m = 0,25 kg

r = 5 cm = 0,05 m

v = 4 m/s

Ek =.....

Energi kinetik total dari Silinder pejal

Soal No. 7

Pada gambar di bawah roda katrol pejal C berputar melepaskan diri dari lilitan tali.




7/11

A. 1 N

B. 1,5 N

C. 2 N

D. 3,3 N

E. 4 N

(Soal Ebtanas 1999)

Pembahasan

Gaya yang bekerja pada katrol

Hukum Newton untuk gerak translasi katrol

(Persamaan 1)

Dari gerak rotasi katrol

(Persamaan 2)

Gabungkan

Rumus jadi untuk kasus di atas adalah




8/11

Jika jari-jari katrol adalah 20 cm, tentukan besarnya gaya F tersebut ! Gunakan momen

inersia katrol I = / Mr

Pembahasan

Data

M = 4 kg

r = 20 cm = 0,2 m

α = 5 rad/s

F =…

Gaya yang bekerja pada katrol dan jaraknya, gaya berat w, tidak usah diikutkan, karena

posisinya tepat di poros, jadi tidak menghasilkan putaran.

Jumlah torsi (perkalian gaya dengan jaraknya) harus sama dengan Iα. Sehingga

Soal No. 9

Perhatikan gambar sebuah roda pejal homogen di bawah!

Pada tepi roda dililitkan sebuah tali dengan gaya F = 6 N. Jika massa roda 5 kg dan jari-

jarinya 20 cm, percepatan sudut roda tersebut adalah.....

A. 0,12 rad/s

B. 1,2 rad/s

12

2

2

2

2




9/11

Pembahasan

Data:

M = 5 kg

r = 20 cm = 2/10 meter

F = 6 N

α =....

Dari Σ τ = Iα

Soal No. 10

Sebuah silinder pejal dan sebuah bola pejal menggelinding pada suatu bidang miring dari

keadaan diam bersamaan. Ketinggian bidang miring adalah h meter.

a) Tentukan perbandingan kelajuan silinder dan bola saat tiba di dasar bidang miring.

b) Manakah yang tiba lebih dahulu di dasar bidang miring antara dua benda tersebut?

Pembahasan

Seperti soal nomor 5, kelajuan saat di dasar bidang.

dengan I = nmr , h = h dan v = v,2 1 2




10/11

Diperoleh rumus jadi untuk kasus ini:

Diterapkan untuk mencari perbandingan laju silinder dan laju bola, 2g dan h sama, sehingga

tinggal pengaruh n saja. Untuk silinder n = 1/2 dan untuk bola n = 2/5, diambil dari rumus

momen inersia masing-masing. Sehingga

a) perbandingannya:

b) laju bola lebih besar dari laju silinder, jadi sampai lebih dulu.

Soal No. 11

Sebuah partikel bermassa 0,2 kg bergerak melingkar dengan kecepatan sudut tetap 10 rad/s.

Jika jari-jari lintasan partikel 30 cm, maka momentum sudut partikel itu adalah....

A. 0,90 kg m s

B. 0,45 kg m s

C. 0,30 kg m s

D. 0,18 kg m s

E. 0,16 kg m s

PembahasanData :

m = 0,2 kg

ω = 10 rad/s

r = 30 cm = 0,3 m

Momentum sudut L =.....

Rumus Momentum sudut

2 −1

2 −1

2 −1

2 −1

2 −1




11/11

v = ωr = 10(0,3) = 3 m/s

L = mvr = 0,2(3)(0,3) = 0,18 kg m s

Soal No. 12

Seorang penari balet berputar 3 putaran/sekon dengan kedua tangannya direntangkan. Pada

saat itu momen inersia penari 8 kg m . Kemudian lengannya dirapatkan sehingga momen

inersianya menjadi 2 kg m . Frekuensi putaran sekarang menjadi......

A. 10 putaran/sekon

B. 12 putaran/sekon

C. 16 putaran/sekon

D. 24 putaran/sekon

E. 48 putaran/sekon

(ebt 97)

Pembahasan

Data:

ω = 3 putaran/s

I = 8 kg m

I = 2 kg m

ω =.....

Dengan kekekalan momentum sudut:

diperoleh frekuensi sudut atau kecepatan sudut yang baru:

Back to Top© 2016 Fisika Study Center

2 −1

2

2

1

12

22

2


12 dinamika gerak ro

Documents