ayo belajar fisika.

BAB 7

Standar Kompetensi

2. Menerapkan konsep dan prinsip mekanika klasik sistem kontinu dalam menyelesaikan masalah Kompetensi Dasar

2.1 Menformulasi kan hubungan antara konsep torsi, momen tum sudut, dan momen inersia, berdasarkan hukum II Newton serta penerapannya dalam masalah benda tegar

Latihan 1. Sebuah bola digantungkan pada seutas tali yang panjangnya 50 cm sehingga dapat berayun. Ketika bola tersebut terletak

30o terhadap garis vertikal, mempunyai kecepatan 2 m/s. Tentukanlah : a. Percepatan sentripetal. b. Percepatan tangensial. c. Percepatan bola pada posisi 30o terhadap garis vertikal. 2. Batu gerinda berjari-jari 5 cm diputar dengan kecepatan sudut 15 rad/s serta percepatan sudut 10 rad/s2. Tentukan

percepatan tangensial dan besar serta arah percepatan. 3. Sebuah roda berputar mula-mula dengan ω

1

= 10 rad/s. Setelah interval 3 s, putarannya dipercepat sehingga ω

2

= 40 rad/s. Carilah percepatan sudut rata-rata selama waktu itu. 4. Percepatan sudut suatu roda adalah 12 rad/s2. Carilah waktu yang digunakan untuk perubahan kecepatan sudut dari

100 rad/s menjadi 340 rad/s. 5. Sebutir partikel berputar pada lingkaran mempunyai persamaan θ = 3t2 + 2t, dengan θ diukur dalam radian dan t dalam

detik. Carilah kecepatan sudut dan percepatan sudut sesudah 4 s. 6. Sebuah roda yang berputar pada kecepatan 6 putaran/detik mengalami percepatan sudut sebesar 4 rad/s2. Berapakah waktu diperlukan agar kecepatan sudut sebesar 26 putaran/detik dicapai dan berapa pula jumlah putaran telah dilakukan roda dalam waktu itu. 7. Suatu bidang lingkaran berputar dengan persamaan a

t

= 5t + 6 (a dalam m/s2 dan t dalam detik). Bila jari-jari lingkaran 2 m sedangkan pada keadaan awal kecepatan tepi lingkaran 5 m/s tentukan : a. Kecepatan sudut pada saat t = 3 s. b. Percepatan radial dan percepatan tangensial pada saat t = 3 s. c. Sudut yang ditempuh selama 4 s. 8. Suatu benda, mula-mula diam ( θ = 0 dan ω = 0) dipercepat dalam lintasan melingkar berjari-jari 1,3 m mengikuti persamaan α = 120 t2 – 48 t + 16. Tentukanlah posisi sudut dan kecepatan sudut benda itu sebagai fungsi waktu dan komponen percepatan tangensial serta komponen percepatan centripetalnya. 9. Sebuah roda bermassa 6 kg dengan radius girasi 40 cm, berputar dengan kecepatan 300 rpm, Tentukan momen inersia dan

energi kinetik rotasi benda itu. 10. Sebuah bola beraturan 500 gram dengan jari-jari 7 cm berputar dengan 30 putaran/detik pada sebuah sumbu yang melalui

titik pusatnya. Berapakah energi kinetik rotasi, momentum sudut dan jari-jari girasinya. 11. Baling-baling suatu pesawat bermassa 70 kg dengan radius girasi 75 cm. Berapakah momen inersia baling-baling itu.

Agar baling-baling dapat dipercepat dengan percepatan sudut 4 putaran/s2. Berapakah torsi yang diperlukan. 12. Gambar dibawah ini menunjukkan gaya 40 N dikerjakan secara tangensial pada tepi roda berjari-jari 20 cm. dan

bermomen inersia 30 kg.m2. Tentukanlah : a. Percepatan sudut. b. Kecepatan sudut roda 4 s setelah roda mulai berputar dari keadaan diam. c. Energi kinetik rotasi setelah 4 s.

13. Tentukan torsi tetap yang dalam waktu 10 detik dapat memberikan kecepatan sudut sebesar 300 rpm pada roda gila 50 kg

dengan radius girasi 40 cm. 14. Suatu roda gila (flywhell) yang berjari-jari 20 cm, dan momen inersia 0,5 kg m2 dililiti dengan seutas tali. Tali ini ditarik oleh gaya tegangan yang tetap sebesar 50 N sehingga roda berputar melalui sudut 4 rad. Jika kecepatan sudut awal 3 rad/s. carilah kecepatan sudut akhir roda.

Modul Fisika SMA N 4 Semarang (Catatan Fisika Achmad Solechan)

 

15. Suatu cakram besar sedang berputar melalui poros vertikal yang melalui titik pusatnya, I = 4000 kg m2. Pada saat cakram berputar dengan kecepatan 0,150 putaran/detik. Seorang massanya 90 kg meloncat pada cakram hingga jatuh pada jarak 3 m dari poros perputaran cakram. Berapakah kecepatan perputaran sesudah itu. 16. Gambar di bawah ini menunjukkan massa = 400 g menggantung pada ujung tali yang dililitkan pada tepi roda dengan jari-jari r = 15 cm. Setelah dilepas dari keadaan diam, diketahui bahwa massa dalam waktu 6,5 s turun sebanyak 2 m. Berapakah momen inersia roda.

17. Gambar di atas menunjukkan sistem katrol. Momen inersia sistem katrol adalah I = 1,7 kg.m2 dan r

1

= 50 cm dan r

2

=20 cm. Berapakah percepatan sudut sistem katrol dan berapakah tegangan tali T

1

dan T

2

? 18. Pada gambar di bawah ini menunjukkan bola pejal beraturan menggelinding pada lantai datar dengan kecepatan 20 m/s.

Tanpa menghiraukan gesekan, sampai seberapa tinggikah benda dapat naik ?

Modul Fisika SMA N 4 Semarang (Catatan Fisika Achmad Solechan)

Gambar No 16. Gamba_rNo IT.