SOAL-SOAL KELAS XI SEMESTER 2 KESETIMBANGAN BENDA TEGAR

DINAMIKA ROTASI

C1

1.      Besaran vector yang merupakan hasil perkalian antara gaya dengan jarak lengan gaya disebut…

a.       momen inersia

b.      momen gaya

c.       momentum sudut

d.      rotasi benda tegar

e.       momentum linier

2.      Batang silinder dengan massa M dan panjang L, poros putar melalui ujung (seperti gambar), besarnya momen inersianya adalah…

a.       ½ ML²

b.      1/3 ML²

c.       ¼ ML²

d.      1/6 ML²

e.       1/12 ML²

C2:

1.      Seorang penari sketting berputar dengan kecepatan sudut tertentu. Untuk memperbesar kecepatan putaran ia melakukan . . .

a.       Merentangkan kedua tangan dari keadaan menutup

b.      Menutup kedua tangan dari keadaan merentang

c.       Posisi badan diturunkan dari keadaan tegak

d.      Meluruskan badan dari keadaan jongkok

e.       Mengangkat salah satu kaki

Penyelesaian

Seorang penari balet akan menarik tangannya ke dekat badannya untuk berputar lebih cepat dan mengembangkan kedua tangannya untuk berputar lebih lambat. Ketika penari menarik kedua tangannya ke dekat badannya, momen inersia sistem berkurang sehingga kecepatan sudut penari makin besar. Sebaliknya ketika kedua tangannya mengembang, inersia sistem meningkat sehingga kecepatan sudut penari makin kecil.

2.      Sebuah benda berbentuk silinder pejal berotasi terhadap sumbunya dengan kecepatan sudut 8π rad/s. Bila momen inersia silinder 0,6 kg m², maka besar momentum sudutnya adalah… kg m² rad/s

a.      4,8 π

b.      3,6 π

c.       3,2 π

d.      2,4 π

e.       1,6 π

Penyelesaian:

Diketahui :           ω=8 π rad/s                             Ditanya: L=…?

                             I= 0,6 kg m²

Jawab:

C3:

1.      Sebuah bola pejal I= m R² bertranlasi dan berotasi dengan kecepatan linier dan kecepatan sudut yang tetap. Enenrgi kinetic total bola tersebut adalah …

a.       m .v²

b.      0,9 m .v²

c.       0,7 m .v²

d.      0,11 m .v²

e.       0,1 m .v²

Penyelesaian

Diketahui : I= m R²                                ω= tetap

     v= tetap

Ditanya    : Ek total ?

Jawab                   :

Ek total =  I . ω² +  m . v²

       =  (  m R²) () +(  m . v²)

      =  m v² + ( m v²)

      =  m v²          

      = 0,7 m v²

2.      Pada batang ABCD bekerja gaya-gaya, F_A=15 N, F_B= 4N, F_C=5 N , dan F_D=10 N. Bila panjang AB=1m, BC=2m, CD=1m (seperti gambar di bawah ini). Jika massa batang dianggap sangat ringan, maka besar momen gaya pada titik A adalah …

a.       30,5 N

b.      30N

c.       31 N

d.      32,5 N

e.       33N

Penyelesaian:

Diketahui:

F_A = 6 N                           AB = 1 m

F_B = 4 N                           BC = 2 m

F_C = 8 N                           CD = 1 m

F_D= 10 N

Ditanya: =…?

C4:

1.      Dua benda A dan B massanya 4 kg dan 1 kg digantung pada katrol melalui seutas tali. Katrol berupa silinder pejal yang massanya 2 kg (g=10 m/s²). Percepatan yang dialami system tersebut adalah …        

a.       2 m/s²

b.      3 m/s²

c.       4 m/s²

d.      5 m/s²

e.      

A

B

6 m/s²

Penyelesaian :

Diketahui :           m_A= 4 kg                                 Katrol è silinder pejal

                             m_B= 1 kg                                 m_k=2 kg           ;           g=10 m/s²

Ditanya : a=…?

Jawab:

Tinjau benda m₁                                       Tinjau benda m₂

                                     

Tinjau Katrol

  

C5:

1.      Katrol cakram pejal bermassa 2M dan jari-jari R, pada tepinya dililitkan tali, salah satu ujung tali digantungi beban bermassa m. Ketika beban dilepas, katrol berotasi dengan percepatan sudut . Jika pada katrol ditempelkan benda bermassa M, maka agar katrol berputar dengan percepatan sudut yang sama, massa beban harus dijadikan…  (I katrol = ½ m r²).

Penyelesaian:

Diketahui:                        cakram pejal    m_k = 2M

                             Jari-jari katrol=R

                             m_B=m

Ditanya: m_B=…?

Jawab:

Momen gaya yang dikerjakan beban pada katrol:

Percepatan sudut katrol sama, baik sebelum maupun setelah ditempelkan benda bermassa M

Dari rumus momen gaya (torsi)  ; maka di dapat

sehingga

KESETIMBANGAN BENDA TEGAR

C2:

1.      Dari pernyataan berikut:

1)      ΣF=0

2)     

3)     

4)     

Yang merupakan syarat kesetimbangan benda tegar adalah …

a.       1 dan 4

b.      1 saja

c.       1 dan 3

d.      3 saja

e.       2 dan 3

C3:

13.  Perhatikan gambar di bawah

                                                                                                             

Batang sepanjang 50 cm dengan berat 500 N dihubungkan dengan beban w melalui tali dengan katrol yang dianggap licin tanpa gesekan. Agar system setimbang beban w sebesar …

a.       500 N

b.      250 N

c.       125 N

d.      100 N

e.       50 N

Penyelesaian

Diketahui :                                            Ditanya: w_beban=…?

                              W_batang=500N

Jawab:

5)      Dari gambar berikut, AB batang homogeny panjang 40 cm, berat 6 N dan berat beban 6 , maka tegangan tali BC adalah …

a.      

C

9 N                                        

b.      12 N

c.       24 N

d.     

370

27 N

e.      

B

A

30 N

 

Penyelesaian:

Diketahui:            AB=40 cm=0,4 m                              Ditanya : T_BC=…?

                  w_AB=6 N

                 w_B=6 N

Jawab:

C4:

1.      Dari gambar berikut, jika massa benda 2 kg dan sistem dalam keadaan setimbang, maka besarnya tegangan tali T₁ adalah… (g = 10 m/s2)

a.       7,5 N

b.       

c.       9,25 N

d.      10 N

e.       12 N

Penyelesaian:

Diketahui:            m = 2 kg                      Ditanya : T₁=…?

g = 10 m/s²                                T₂=….?

                             α₁=30^o

Jawab :

Pada sumbu x                                           Pada sumbu y

                                               

Dari persamaan diatas maka dapat disubstitusikan:

2.      Pada system kesetimbangan batang dengan panjang 1 m dan massanya 5 kg salah satu ujungnya diberi beban, seperti gambar di bawah. Jika massa beban 10 kg, lengn x panjangnya…

a.       ½ m                                                   

b.      ¼ m

c.       1/6 m

d.      1/8 m

e.       1/16 m

Penyelesaian:

Diketahui: m_batang=5 kg                             Ditanya: x=..?

                  AC=1 m

                  m_beban= 10 kg

Jawab:

3.