Soal dan Pembahasan Rotasi Benda Tegar

www.IndoINT.com
Soal dan Pembahasan Rotasi Benda Tegar

Soal No.1
Momen inersia(momen kelembaman) suatu benda yang berputar bergantung pada :
1) Momen gaya yang bekerja pada benda
2) Letak sumbu putar
3) Percepatan suatu benda
4) Massa benda
Pernyataan yang benar adalah ...
A. 1, 2, dan 3
B. 1 dan 3
C. 2 dan 4
D. 4 saja
E. 1,2,3, dan 4

Pembahasan :
Rumus momen inersia
I = kmr²

Keterangan :
I = momen inersia
k = jenis benda/konstanta
r = letak sumbu putar
Jawaban : C. 2 dan 4

Soal No.2

Sebuah partikel mempunyai massa 0,25 kg. Partikel tesebut melakukan gerak orbital dan memiliki momen inersia sebesar 10 x 10^-2 kg m². Jari-jari lintasan partikel adalah ... cm

A. 0,2

B. 0,4

C. 0,6

D. 0,8

E. 1

Pembahasan :

Jawaban : A. 0,2

Soal No.3

Pada sebuah roda dengan momen inersia sebesar 12 kg.m² dikerjakan sebuah torsi konstan sebesar 50 Nm. Tentukan percepatan sudutnya!

A. 4,1 rad/s²

B. 5,1 rad/s²

C. 6,1 rad/s²

D. 7,1 rad/s²

E. 8,1 rad/s²

Pembahasan :

Jawaban : A. 4,1 rad/s²

Soal No.4

Sebuah silinder pejal massa 2 kg (I = 1/2.mr²) berada pada lantai kasar diberi gaya 30 N pada pusat massanya sehingga silinder bergerak. Percepatan linier silinder adalah ...

A. 9 m/s²

B. 10 m/s²

C. 12 m/s²

D. 15 m/s²

E. 30 m/s^2\

Pembahasan :

Jawaban : E. 30 m/s²

Soal No.5

Suatu bagian silinder berongga yang bermassa 8 kg memiliki diameter luar 8 cm dan diameter dalam 6 cm. Momen inersia terhadap sumbu horizontal lewat melalui pusat adalah ... kg cm²

A. 100

B. 125

C. 135

D. 140

E. 150

Pembahasan :

Jawaban : A. 100

Soal No.6

Sebuah batang yang panjangnya L dan massanya M diputar dengan sumbu putar terletak pada jarak 1/4 L dari salah satu ujungnya, momen inersia batang adalah ...

A. 3/48 mL²

B. 5/48 mL²

C. 7/48 mL²

D. 8/48 mL²

E. 9/48 mL²

Pembahasan :

Jawaban : C. 7/48 mL²

Soal No.7

Batang AB homogen panjangnya 6 m dengan massa 4 kg diputar melalui sumbu putar yang terletak 2 m dari ujung A tegak lurus terhadap AB. Momen inersia batang AB adalah ...

Pembahasan :

Jawaban : D. 16kg m²

Soal No.8

Empat buah partikel dihubungkan dengan batang seperti pada gambar di bawah. Maka besar momen inersia sistem yang berporos di titik P adalah ...

A. 1,46 kg m²

B. 1,66 kg m²
C. 2,90 kg m²
D. 170 kg m²
E. 190 kg m²

Pembahasan :

I = m₁.r₁² + m₂r₂² + m₃r₃²

I = 0,5.(1)² + 1. (0,4)² + 0,8.(1)²

I = 0,5 + 0,16 + 0,8

I = 1,46 kg m²

Jawaban : A. 1,46 kg m²

Soal No.9

Suatu sistem terdiri atas 3 partikel bermassa m₁ , m₂, m₃adawawdawdaw masing-masing 100 gr, 100 gr dan 300 gr tersusun seperti pada gambar. Jarak m₁dan m₂= 40 cm , m₂ dan m₃= 30 cm. Momen inersia sistem jika diputar terhadap sumbu y sebesar ...

A. 1,6 x 10^-2kgm²

B. 2,7 x 10^-2 kgm²

C. 4,3 x 10^-2 kgm²

D. 6,4 x 10^-2 kgm²

E. 9,1 x 10^-2 kgm²

Pembahasan :

I = m₁.r₁² + m₂r₂² + m₃r₃²

I = 0,1.(0)² + 0,1 (0,4)² + 0,3.(0,4)²

I = 0 + 0,016 + 0,048

I = 6,4 x 10^-2 kg m²

Jawaban : D. 6,4 x 10^-2 kg m²

Soal No.10

Batang AB homogen 6 m dengan massa 4 kg diletakkan seperti pada gambar berikut.

Batang diputar dengan sumbu putar melalui titik O. Momen inersia batang adalah ... kg m²

A. 16

B. 12

C. 10

D. 7

E. 4

Pembahasan :

Jawaban : A. 16 kg m²

Soal No.11

Silinder pejal terbuat dari besi menggelinding diatas lantai datar dengan laju 10 m/s. Massa silinder 4 kg dan berdiameter 80 cm. Energi kinetik total silinder tersebut adalah ...

A. 100 J

B. 200 J

C. 300 J

D. 400 J

E. 500 J

Pembahasan :

Jawaban : C. 300 J

Soal No.12

Batang PQ panjangnya 1,5 m dan homogen dapat berputar dengan poros di P. Kalau batang semula vertikal, kemudian jatuh dengan poros tetap di P. Tentukan kecepatan sudutnya saat mengenai lantai!

Pembahasan :

Jawaban : A

Soal No.13

Gaya F₁, F₂, F₃ bekerja pada batang ABCD. Jika massa batang diabaikan, maka nilai momen gaya terhadap titik A adalah ...

A. 15 N.m

B. 18 N.m

C. 35 N.m

D. 53 N.m

E. 68 N.m

Pembahasan :

Jawaban : D. 53 N.m

Soal No.14

Perhatikan gambar diatas ! Pada batang AC yang massanya diabaikan berkerja 3 gaya yang besar dan arahnya seperti pada gambar. Tentukan momen gaya total terhadap :

a. Titik A

b. Titik B

Pembahasan :

Soal No.15

Sebuah katrol dari sebuah pejal dengan tali yang dililitkan pada sisi luarnya. Gesekan katrol diabaikan. Jika momen inersia katrol I = β dan tali ditarik dengan gaya tetap F maka nilai F setara dengan ...

A. F = α.β.R

B. F = α.β².R

C. F = α.(β.R)^-1

D. F = α.β.R^-1

E. F = (α.β)^-1.R

Pembahasan :

Jawaban : D

Soal No.16

Suatu momen gaya 1 Nm dikerjakan pada sebuah roda yang mula-mula diam dan jari-jari 50 cm serta memiliki momen inersia 0,5 kg m² . Besarnya momentum sudut roda setelah 2 sekon adalah ...kg m²

A. 0,5

B. 1

C. 2

D. 4

E. 5

Pembahasan :

Jawaban : B. 1kg m²

Soal No.17

Seorang penari balet memiliki momen inersia 4 kg m²dan mulai berputar pada kelajuan 1,8 putaran/s . Ketika kedua lengannya terentang. Kemudian, kedua lengannya merapat ketubuhnya ternyata momen inersiannya 1,2 kg m² maka kelajuan sudut saat itua adalah ...

A. 0,54 putaran/s

B. 2,16 putaran/s

C. 6 putaran/s

D. 7,2 putaran/s

E. 9,36 putaran/s

Pembahasan :

Hukum kekekalan momentum sudut