1 Lollipop Solusi

Sekolah Online Fisika Indonesia davitsipayung.com

Davit Sipayung [email protected]

OLIMPIADE FISIKA MINGGUAN Solusi Minggu ke-1 Tahun 2017 Lollipop Sebuah cakram bermassa m dan radius R meluncur tanpa gesekan di atas permukaan bidang datar licin, dengan salah satu sisinya menyentuh bidang , seperti ditunjukkan pada gambar dengan tampak atas. Cakram memiliki kecepatan translasi v0 ke kanan dan kecepatan sudut

ω0

searah putaran jarum jam. Cakram menyinggung ujung atas batang bermassa 2 m dan panjang 2R. Cakram menempel pada batang membentuk membentuk

sebuah benda tegar menyerupai menyerupai lollipop.

Hitunglah : a.

kecepatan pusat massa dan kecepatan sudut gabungan cakram dan batang setelah tumbukan.

b.

energi kinetik sistem yang hilang akibat tumbukan antara cakram dan batang untuk kasus v0 = ω0 R.

ω0

v0

R

Solusi :

a.

Sesaat setelah tumbukan gabungan gabungan cakram dan batang bergerak dengan kecepatan kecepatan pusat massa v pm dan kecepatan sudut. Tidak ada gaya luar dalam sistim ini sehingga momentum linier sistem kekal.

 pawal   pakhir mv0   m  2m  v pm v pm 

1-03-01-2016

v0 3

1

Olimpiade Fisika Mingguan


Davit Sipayung [email protected]

Pilih pusat koordinat di pusat cakram . Letak pusat massa gabungan cakram dan batang dari pusat cakram adalah m  0  2m  2 R

d 

m  2m 4

 R 3

ω

ω0

v0

R

d v pm

Momen inersia gabungan cakram dan batang terhadap pusat massa sistem adalah I pm, gabungan  Icakram  I batang



  I pm,cakram  md 2   I pm, batang  2m   2 R  d 

2



2

1 4  4    mR  m  R    2m  R 2  2m  2 R  R  2 3   3  12  1



25 9

2

2

mR 2

Momentum sudut sistem kekal karena tidak ada torsi luar yang bekerja pada sistem. Kekekalan momentum sudut terhadap pusat massa sistem :

 Lawal   Lakhir mv0 d  I pm,cakram 0  I pm ,gabungan  mv0

4 3

R

1 2

mR 20  

b.



25

mR 2 

9 12v0

25 R





0

50

Energi kinetik awal sistem :

1-03-01-2016

2



1

EK awal 

2

mv02 

1 2

2 0

[email protected]

I pm,cakram  02

v   mv  mR  0  2 2  R   mv02 1

Davit Sipayung

1

2

2

Energi kinetik akhir sistem :

EK akhir 

1 2

 3m  v 2pm 

1 2

I pm, gabungan 2

2

 v  1  25   12v0 v0    3m   0    mR 2     2   25 R 50R   3  2 9 1

2

3

 mv02 8

Energi yang hilang adalah

 EK  EK awal  EK akhir  3  1   mv02  8 5

 mv02 8

1-03-01-2016

3


1 Lollipop Solusi

Recommend Documents