pembahasan selanjutnya adalah
- dinamika rotasi,
- titik berat,
- momen gaya,
- gerak menggelinding, dan
- elastisitas pegas.
Soal No. 6 tentang Dinamika Rotasi
Gesekan katrol diabaikan. Jika momen inersia katrol I = β dan tali ditarik dengan gaya tetap F maka nilai F setara dengan ….
A. F = αβR
B. F = αβ2R
C. F = α(βR)−1
D. F = αβR−1
E. F = R(αβ)−1
Pembahasan
Karena katrol tersebut mempunyai percepatan (a) maka berlaku hukum II Newton. Hukum II Newton yang berlaku pada katrol adalah:
Στ = I α
FR = βα (I = β)
F = αβR−1
Jadi, nilai F setara dengan F = αβR−1 (D).
Soal No. 7 tentang Titik Berat
![Titik Berat Bangun Bidang titik berat bangun bidang](https://2.bp.blogspot.com/-sQK-kWiQ47U/ViYiX8IyIiI/AAAAAAAACmw/wmzaB8aZybs/s1600/titik-berat.jpg)
Koordinat titik berat bangun bidang tersebut adalah ….
A. (1½, 1½) cm
B. (2, ½) cm
C. (2, 1½) cm
D. (2½, 1½) cm
E. (2½, 2½) cm
Pembahasan
Ini soal pandangan mata. Hanya dipandang sudah terjawab. Bangun bidang tersebut benar-benar simetris, baik pada sumbu x maupun pada sumbu y. Sehingga letak titik berat benda tersebut tepat di tengah-tengah bangun.
Jadi, koordinat titik berat bangun bidang tersebut adalah (2, 1½) cm (C).
Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Titik Berat.
Soal No. 8 tentang Momen Gaya
![Momen Gaya momen gaya, kesetimbangan benda tegar](https://1.bp.blogspot.com/-WZ2_2jq7le8/ViX2H7HQpYI/AAAAAAAACmg/0Y05-YBs2hQ/s1600/momen-gaya.jpg)
Besar resultan momen gaya terhadap poros titik O oleh gaya-gaya yang bekerja pada batang jika massanya diabaikan adalah ….
A. 7,5 Nm
B. 4 Nm
C. 3,5 Nm
D. 3 Nm
E. 2 Nm
Pembahasan
Anggap saja di titik O terdapat engsel yang dapat memutar batang 360°. Bila F1 dan F2 ditarik maka batang akan berputar berlawanan arah jarum jam. Sedangkan bila F3 ditarik maka batang akan berputar searah putaran jarum jam.
![Arah putaran momen gaya arah putaran momen gaya, momon dipol](https://2.bp.blogspot.com/-54m4KIQoR94/ViYnxLB6WoI/AAAAAAAACnA/jVoU3TM7nUo/s1600/arah-momen-gaya.jpg)
Karena F2 arahnya miring, terlebih dahulu kita proyeksikan ke arah vertikal menjadi F2 sin 30°.
Jika putaran yang berlawanan jarum jam kita anggap positif dan putaran yang searah jarum jam kita anggap negatif, besar resultan momen gaya di titik O adalah:
Στ = F1R1 + F2 sin 30° R2 − F3R3
= 6 × 1 + 6 × ½ × 2 − 4 × 2
= 4
Jadi, besar resultan momen gaya terhadap titik poros O oleh gaya-gaya yang bekerja pada batang adalah 4 Nm (B).
Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Momen Gaya.
Soal No. 9 tentang Gerak Menggelinding
A. 9,5 m
B. 10,5 m
C. 11,5 m
D. 12,5 m
E. 13,5 m
Pembahasan
Perhatikan ilustrasi dari soal tersebut!
Sebuah silinder diberi kecepatan awal vo sehingga dapat mendaki bidang miring sampai sejauh s. Ketika mencapai jarak s, silinder berhenti (vt = 0). Percepatan gerak menggelinding dirumuskan;
![Rumus percepatan gerak menggelinding pada bidang miring Rumus percepatan gerak menggelinding pada bidang miring](https://3.bp.blogspot.com/-AGiV4opuGBA/WGzWR3KJ2HI/AAAAAAAAHC0/GE6vDBUcKEAwUh_rNlJ_tQlCAfhgGuphwCLcB/s1600/percepatan-menggelinding.jpg)
dengan k adalah konstanta momen inersia ( I = ½ mR2 berarti k = ½). Sehingga percepatan geraknya adalah:
![Besar percepatan gerak menggelinding pada bidang miring Besar percepatan gerak menggelinding pada bidang miring](https://4.bp.blogspot.com/-V3y320KFOIY/WGzXHa1sAvI/AAAAAAAAHC8/FDiypXG61UoZ6yekfCpHc8Mbo5LGARYjACLcB/s1600/percepatan-menggelinding2.jpg)
Rumus yang berkenaan dengan permasalahan tersebut adalah :
vt2 = vo2 − 2 as
0 = 102 − 2 × 4 × s
8 s = 100
s = 12,5
Jadi, panjang lintasan bidang miring yang ditempuh silinder sebelum berhenti adalah 12,5 m (D).
Soal No. 10 tentang Elastisitas Pegas
![Grafik Elastisitas Pegas grafik elastisitas bahan, pegas](https://2.bp.blogspot.com/--2Kgsgx75cI/ViZid97s_mI/AAAAAAAACnk/cSwEitEuU0Q/s1600/grafik-elastisitas.jpg)
Berdasarkan grafik, pegas tetap akan bersifat elastis pada gaya tarik sebesar ….
A. 0 sampai 4 N
B. 0 sampai 8 N
C. 0 sampai 12 N
D. 8 N sampai 12 N
E. 8 N sampai 16 N
Pembahasan
Penjelasan grafik di atas adalah sebagai berikut.
- 0 – 8 N adalah daerah elastisitas atau daerah hukum Hooke yang digambarkan dengan garis lurus (linear). Cirinya mempunyai perbandingan ΔF terhadap Δx yang sama.
- 12 N adalah batas elastisitas, artinya kurang dari 12 N masih elastis, lebih dari 12 N tidak elastis.
- 12 N – 16 N adalah daerah plastis, artinya pegas dapat mengalami pertambahan panjang tetapi tidak bisa kembali ke keadaan semula (tidak elastis).
- 16 N adalah titik patah, artinya pegas tidak akan mengalami pertambahan panjang, jika dipaksakan akan putus.
Jadi, benda tetap akan bersifat elastis pada gaya tarik antara 0 – 12 N (C).
Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Elastisitas Bahan.
Simak Pembahasan Soal Fisika UN 2014 selengkapnya.
Dapatkan pembahasan soal dalam file pdf di sini.
Terimakasih
Semoga Bermanfaat