τ = I α α
A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: a Diketahui: r = 50 cm = 0,5 m F = 100 N θ = 30° Ditanyakan: τ Jawab: sin θ τ = F r sin = (100 N)(0,5 m)(sin 30°) 1 2
= (50 Nm)( ) = 25 Nm Jadi, torsi yang bekerja pada pintu sebesar 25 Nm. 2. Jawaban: c Diketahui: m = 500 gram = 0,5 kg F 1 = 20 N F 2 = 25 N r A = 30 cm = 0,3 m r C = 0 r D =
(0,6 (0,6 − 0,3) = 2
0,15 m
Ditanyakan: τ C Jawab: w = mg = (0,5 kg)(9,8 m/s2) = 4,9 N τ C = –F –F 1r A sin α + + wr C + F 2r D = –(20 N)(0,3 N)(0,3 m) + (4,9 (4,9 N)(0) N)(0) + (25 N)(0,15 N)(0,15 m) m) = –6 Nm + 3,75 Nm = –2,25 Nm Jadi, momen gaya yang dialami gantungan baju sebesar –2,25 Nm. 3. Jawaban: b Diketahui:
= r = = 4 m a = 10 cm/s2 = 0,1 m/s2 τ = 5 Nm Ditanyakan: m Jawab: Benda berbentuk batang homogen sehingga I = =
1 mr 2 3
= m = =
a 1 1 m 2 = mra r 3 3
3τ ra 3(5 Nm) (4 m)(0, m)(0,1 1m m/s /s2 )
= 37,5 kg Jadi, palang pintu tersebut mempunyai massa 37,5 kg. 4. Jawaban: a Diketahui: r = 1 m m = 5 ton = 5.000 kg a = 4 m/s2 Ditanyakan: F Jawab: Diasumsikan roda berbentuk silinder pejal sehingga I = =
1 mr 2 2
τ = I α α Fr = Fr = F = F = =
1 a mr 2 2 r 1 ma 2 1 (5.000 2
kg)(0,2 m/s2) = 500 N
Jadi, gaya yang dialami roda sebesar 500 N. 5. Jawaban: d Diketahui: v = 2 m/s d = 7 cm = 0,07 m E k total = 0,224 joule Ditanyakan: m Jawab: Diasumsikan bola berbentuk bola pejal sehingga I = =
1 mr 2. 2
E k =
1 ω 2 + (I ω 2
mv 2)
=
1 2 ( mr 2ω 2 + 2 5
=
1 2 v 2 m ( r 2 2 2 5 r
=
1 7 m ( v 2) 2 5
mv 2)
+ v 2)
Fisika Kelas XI
47