SOAL DAN PEMBAHASAN DINAMIKA ROTASI BENDA TEGAR | KELAS XI

SOAL DAN PEMBAHASAN KELAS XI BAB DINAMIKA ROTASI DAN KESETIMBANGAN BENDA TEGAR PART 3/3

soal no. 37: hubungan momen inersia dan momen gaya 

37. Sebuah silinder pejal dengan diameter 1 meter berada pada bidang datar kasar. Selanjutnya, silinder didorong tepat pada pusat massanya dengan gaya F = 6 kali massa benda. Jika silinder menggelinding tanpa selip maka percepatan tangensialnya adalah . . . (gaya dan massa bersatuan sesuai SI).

a. 1 m/s²

b. 2 m/s²

c. 3 m/s²

d. 4 m/s²

e. 5 m/s²

jawab:

PEMBAHASAN / PENYELESAIAN:

Gerak Rotasi

Στ = I . a/r

f_gesek . r = 1/2 . m. r² .(a/r)

f_gesek = 0,5 . m.a

Gerak translasi

F – f_gesek = m.a

6m – 0,5ma = ma

6m = 1,5 ma

a = 6/1,5 = 4 m/s²

38.    Benda A bermassa m diikat dengan tali yang panjangnya l m. Benda B memiliki massa 3m diikat dengan tali dengan panjang sama dengan benda A. Bila A dan B diputar dengan kecepatan sudut yang sama maka besar momentum sudut B ….

a. 3 kali momentum sudut A

b. kali momentum sudut A

c. 9 kali momentum sudut A

d. kali momentum sudut A

e. kali momentum sudut A

JAWAB: A

PEMBAHASAN / PENYELESAIAN:

L = I.ω = M.R². ω

39. Sebuah benda bermassa m diikat tali dengan panjang l meter diputar mendatar dengan kecepatan sudut w. Besar Momentum sudut benda tersebut adalah….

a. l mw                  d. l mw²

b. l²m                     e. l m²w

c. l m²

JAWAB: E

PEMBAHASAN / PENYELESAIAN:

L = I.ω = M.L². ω

40. Sebuah silinder berongga berjari-jari R bermassa M memiliki momen inersia MR² kg/m², menggelinding dengan kecepatan sudut w. Agar silinder tersebut berhenti berputar dan menggelinding dalam waktu 2 sekon, maka besar torsi yang harus dikerjakan pada silinder tersebut sebesar ….

Jawab: E

PEMBAHASAN / PENYELESAIAN:

soal no.41: tentang Energi kinetik rotasi dan energi kinetik translasi

41. Sebuah silinder berongga berjari jari R bermassa M momen inersia sebesar MR² kgm2, bergerak dengan kecepatan sudut w. Agar silinder tersebut berhenti berputar dalam waktu 2 sekon, maka usaha yang harus dikerjakan pada silinder sebesar ….

Jawab: B

 

42. Bila torsi yang bekerja pada suatu benda adalah sebesar 0, maka ….

a. kecepatan sudutnya kekal

b. momentum sudutnya kekal

c. momentum sudutnya juga nol,

d. kecepatan sudutnya juga nol

e. momentum sudut dan kecepatan sudutnya nol

jawab: A

43. Seorang penari balet berputar 3 rad/s dengan kedua tanganya merentang dengan momen inersia penari 8 kg/m2. jika kedua tanganya dirapatkan sehingga momen inersianya berubah menjadi 2 kgm². Frekuensi putaran berubah menjadi ….

a. 10 putaran per detik

b. 12 putaran per detik

c. 16 putaran per detik

d. 24 putaran per detik

e. 48 putaran per detik

jawab: b

PEMBAHASAN / PENYELESAIAN:

I1 . ω1 = I2 . ω2

8 .3 = 2 .ω2

ω2 = 12

44. Sebuah bola pejal menggelinding dengan kecepatan linier v, jika massa bola pejal 5 kg maka besar energi kinetik total (energi kinetik translasi dan rotasi) bola pejal saat menggelinding adalah . . . v²

a. 1,0         c. 3,5               e. 7,5

b. 2,5         d. 5,0  

jawab:

pembahasan / penyelesaian:

45. Massa katrol adalah 2 kg dan besar F = 122 newton. Gaya tegangan tali T adalah . . . newton.

a. 100

b. 120

c. 122

d. 220

e. 242

jawab:

pembahasan / penyelesaian:

46. Seorang atlet ski es (ice skating) melakukan gerakan berputar dengan momen inersia sebesar I berlawanan arah jarum jam dengan kecepatan sudut ω. Agar atlet tersebut  dapat memperbesar kecepatan sudut putarannya, yang harus dia lakukan adalah ….
a. merentangkan lengan agar momen inersianya bertambah besar
b. melipat kedua lengannya di dada agar momen inersianya  bertambah besar
c. merentangkan kedua lengannya agar momen inersianya bertambah kecil
d. melipat kedua lengannya di dada agar momen inersianya berkurang menjadi kecil
e. melebarkan jarak kedua kakinya agar lebih pendek

Dengan menekuk tangan: momentum sudut tetap, momen inersia kecil, kecepatan sudut besar