102525276 52691511-contoh-soal-dan-pembahasan-tentang-gerak-melingkar(1)

Contoh Soal dan Pembahasan tentang Gerak Melingkar, Materi Fisika Kelas 1 (X) SMA ; percepatan sentripetal, gaya sentripetal, kecepatan sudut, hubungan roda-roda, kinematika gerak melingkar dan beberapa soal pengayaan Hukum Newton Gerak Melingkar.

Contoh Soal dan Pembahasan

Soal No. 1Nyatakan dalam satuan radian :a) 90o

b) 270o

Pembahasan 360o = 2π radian

a) 90o

b) 270o

Soal No. 2Konversikan ke dalam satuan rad/s :a) 120 rpmb) 60 rpm

Pembahasan1 rpm = 1 putaran per menit1 putaran adalah 2π radian atau1 putaran adalah 360o

1 menit adalah 60 sekona) 120 rpm

b) 60 rpm

Soal No. 3

http://www.codecogs.com/eqnedit.php?latex=%5C100dpi%2090%5Eo=90%5Eo%5Ctimes%20%5Cfrac%7B2%5Cpi%5C,%5C,radian%7D%7B360%5Eo%7D=%5Cfrac%7B%5Cpi%7D%7B2%7D%5C,%5C,rad

http://www.codecogs.com/eqnedit.php?latex=%5C100dpi%20270%5Eo=270%5Eo%5Ctimes%20%5Cfrac%7B2%5Cpi%5C,%5C,radian%7D%7B360%5Eo%7D=%5Cfrac%7B3%5Cpi%7D%7B2%7D%5C,%5C,rad

http://www.codecogs.com/eqnedit.php?latex=%5C100dpi%20120%5C,%5C,rpm=120%5Ctimes%5Cfrac%7B1%5C,%5C,putaran%7D%7B1%5C,%5C,menit%7D=120%5Ctimes%20%5Cfrac%7B2%5Cpi%20rad%7D%7B60%20%20%5C,%5C,s%7D%5C,%5C,=4%5Cpi%5C,%5C,%20rad/s%5C%5C

http://www.codecogs.com/eqnedit.php?latex=%5C100dpi%2060%5C,%5C,rpm=60%5Ctimes%5Cfrac%7B1%5C,%5C,putaran%7D%7B1%5C,%5C,menit%7D=60%5Ctimes%20%5Cfrac%7B2%5Cpi%5C,%5C,%20rad%7D%7B60%5C,%5C,s%7D%20%20%5C,%5C,=2%5Cpi%5C,%5C,%20rad/s%5C%5C

Sebuah benda bergeak melingkar dengan kecepatan sudut 50π rad/s. Tentukan frekuensi putaran gerak benda!

Pembahasan

Soal No. 4Kecepatan sudut sebuah benda yang bergerak melingkar adalah 12 rad/s. Jika jari-jari putarannya adalah 2 meter, tentukan besar kecepatan benda tersebut!

Pembahasan

Soal No. 5Sebuah benda bermassa 1 kg berputar dengan kecepatan sudut 120 rpm. Jika jari-jari putaran benda adalah 2 meter tentukan percepatan sentripetal gerak benda tersebut !

PembahasanData :ω = 120 rpm = 4π rad/sr = 2 meterm = 1 kgasp = ...?

asp = V2/r = ω2 rasp = (4π)2 (2) = 32π2 m/s2

Soal No. 6Gaya sentripetal yang bekerja pada sebuah benda bermassa 1 kg yang sedang bergerak melingkar beraturan dengan jari-jari lintasan sebesar 2 m dan kecepatan 3 m/s adalah....?

PembahasanData :m = 1 kgr = 2 meterV = 3 m/sFsp = ....?

Fsp = m ( V2/r )Fsp = (1)( 32/2 ) = 4,5 N

Soal No. 7Dua buah roda berputar dihubungkan seperti gambar berikut!

http://www.codecogs.com/eqnedit.php?latex=%5C100dpi%20%5C%5C%5Comega%20=2%5Cpi%20f%5C%5C%2050%5Cpi%20=2%5Cpi%20f%5C%5C%20f=25%5C,%5C,Hz

http://www.codecogs.com/eqnedit.php?latex=%5C100dpi%20%5C%5CV%20=%5Comega%20r%5C%5C%20V=%2812%29%20%20%282%29=24%5C,%5C,m/s

Jika jari jari roda pertama adalah 20 cm, jari-jari roda kedua adalah 10 cm dan kecepatan sudut roda pertama adalah 50 rad/s, tentukan kecepatan sudut roda kedua!

PembahasanData :r1 = 20 cm r2 = 10 cm ω1 = 50 rad/sω2 = ...?

Dua roda dengan hubungan seperti soal diatas akan memiliki kecepatan (v) yang sama :

Soal No. 8Dua buah roda berputar dihubungkan seperti gambar berikut!

Jika kecepatan roda pertama adalah 20 m/s jari-jari roda pertama dan kedua masing-masing 20 cm dan 10 cm, tentukan kecepatan roda kedua!

PembahasanKecepatan sudut untuk hubungan dua roda seperti soal adalah sama:

Soal No. 9Tiga buah roda berputar dihubungkan seperti gambar berikut!

http://www.codecogs.com/eqnedit.php?%20%20latex=%5C100dpi%20%5C%5Cv_1=v_2%5C%5C%20%5Comega%20_1r_1=%5Comega%20_2r_2%5C%5C%20%2850%29%2820%29=%5Comega_2%2810%29%5C%5C%20%5Comega_2%20=%20100%5C,%5C,rad/s

http://www.codecogs.com/eqnedit.php?latex=%5C100dpi%20%20%20%5C%5C%5Comega_1=%5Comega_2%5C%5C%20%5Cfrac%7Bv_1%7D%7Br_1%7D=%5Cfrac%7Bv_2%7D%7Br_2%7D%5C%5C%20%5Cfrac%7B20%7D%7B20%7D=%5Cfrac%7Bv_2%7D%7B10%7D%5C%5C%20v_2%20=%2010%5C,%5C,m/s

Data ketiga roda :r1 = 20 cmr2 = 10 cmr3 = 5 cmJika kecepatan sudut roda pertama adalah 100 rad/s, tentukan kecepatan sudut roda ketiga!

Pembahasan

Soal No. 10 Sebuah partikel bergerak melingkar dengan kecepatan sudut sebesar 4 rad/s selama 5 sekon. Tentukan besar sudut yang ditempuh partikel!

PembahasanSoal di atas tentang Gerak Melingkar Beraturan. Untuk mencari sudut tempuh gunakan rumus :θ = ωt θ = (4)(5) = 20 radian.

Soal No. 11 Sebuah benda bergerak melingkar dengan percepatan sudut 2 rad/s2. Jika mula-mula benda diam, tentukan :a) Kecepatan sudut benda setelah 5 sekonb) Sudut tempuh setelah 5 sekon

PembahasanData :α = 2 rad/s2

ωo = 0t = 5 sekonSoal tentang Gerak Melingkar Berubah Beraturan

a) ωt = ωo + αtωt = (0) + (2)(5) = 10 rad/s

b) θ = ωot + 1/2 αt2

θ = (0)(5) + 1/2 (2)(5)2

http://www.codecogs.com/eqnedit.php?latex=%5C100dpi%20%20%20%5C%5C%5Comega_1=%5Comega_2=100%5C,%5C,rad/s%5C%5C%20v_1=v_3%5C%5C%20%5Comega_1r_1=%5Comega_3r_3%5C%5C%20%28100%29%2820%29=%5Comega_3%285%29%5C%5C%20%5Comega_3=400%5C,%5C,rad/s

Soal No. 12Sebuah mobil dengan massa 2 ton bergerak dengan kecepatan 20 m/s menempuh lintasan dengan jari-jari 100 m.

Jika kecepatan gerak mobil 20 m/s tentukan gaya Normal yang dialami badan mobil saat berada di puncak lintasan!

PembahasanGaya-gaya saat mobil di puncak lintasan :

Hukum Newton Gerak Melingkar :

Soal No. 13Sebuah benda bergerak melingkar dengan jari-jari lintasan 50 cm seperti gambar berikut.

Jika massa benda 200 gram dan percepatan gravitasi 10 m/s2, tentukan besar tegangan tali ketika benda berada di titik titik tertinggi!PembahasanUntuk benda yang bergerak melingkar berlaku

Uraikan gaya-gaya yang bekerja pada benda saat berada di titik tertinggi (aturan : gaya yang ke arah pusat adalah positif, gaya yang berarah menjauhi pusat adalah negatif)

http://www.codecogs.com/eqnedit.php?latex=%5Cinline%20%5CSigma%20F=%5Cfrac%7Bmv%5E2%7D%7BR%7D

Sehingga didapat persamaan :

Soal No. 14Dari soal no. 13 tentukan tegangan tali saat benda berada pada titik terendah!

PembahasanSaat benda berada pada titik terendah, tegangan Tali berarah menuju pusat(+) sedang berat benda menjauhi pusat(−) sehingga persamaan menjadi:

Soal No. 15Berdasarkan gambar berikut, tentukan kecepatan sudut roda kedua!

Pembahasan

http://www.codecogs.com/eqnedit.php?latex=%5C100dpi%20%5Cinline%20%5C%5C@plus;T@plus;W=%5Cfrac%7Bmv%5E2%7D%7BR%7D%5C%5CT@plus;mg=%5Cfrac%7Bmv%5E2%7D%7BR%7D%5C%5CT@plus;0,2.10=%5Cfrac%7B0,2.10%5E2%7D%7B0,5%7D%5C%5CT=40-2=38%5C,Newton

http://www.codecogs.com/eqnedit.php?latex=%5C100dpi%20%5C%5Cv_1=v_2%5C%5C%20%5Comega%20_1r_1=%5Comega_2r_2%5C%5C%20%28120%29%2820%29=%28%5Comega_2%20%29%2810%29%5C%5C%20%5Comega_2=240%5C,%5C,rad/s

102525276 52691511-contoh-soal-dan-pembahasan-tentang-gerak-melingkar(1)

Education