Nomor 1 Keping yoyo (200 gram) bergerak kebawah melepaskan diri dari lilitan talinya. Jika keping yoyo dianggap roda pejal dan posisi benang seperti gambar serta percepatan gravitasi bumi 10 m/s 2, maka momen gaya yang bekerja pada yoyo ...
A. 0,01 Nm B. 0,02 Nm C. 0,20 Nm D. 1,00 Nm E. 2,00 Nm Pembahasan Momen inersia yoyo I = 1/2 m R2 k = 1/2
Yoyo melakukan 2 gerak yaitu gerak translasi dan gerak rotasi F = (m + k m) a
m . g = (m + 1/2 m) a m . g = 3/2 m . a a = (2/3) g α R = 2/3 g α = (2g) / (3R) Maka momen gaya pada yoyo: τ = I . α = 1/2 m R2 . (2g) / (3R) = 1/3 mgR τ = 1/3 (0,2) (10) (3 . 10-2) = 0,02 Nm Jawaban: B Nomor 2 Gaya tangensial 10 N dikerjakan pada tepi roda yang berdiameter 80 cm yang semula diam. Setelah 2 detik, roda dapat berputar satu kali putaran. Momen inersia roda adalah... A. 4/π kg m2 B. 8/π kg m2 C. 10/π kg m2 D. 12 / π kg m2 E. 16 / π kg m2 Pembahasan Rumus gerak melingkar berubah beraturan ω = ω0 + α . t π=0+ α.2 α = 1/2 π (rad/s2) Momen gaya τ=I.α F.R=I.α (10) (0,4) = I (1/2 π) I = (8/π) kg m2 Jawaban B Nomor 3 Seutas tali dililitkan pada sebuah roda. Tali ditarik sehingga roda berputar. Roda tersebut berdiameter 0,5 m, dengan momen inersia 10 kg m2, dan berputar pada porosnya tanpa gesekan. Tegangan tali 40 N dikerjakan pada tepi roda. Jika roda diam pada saat t = 0, panjang tali yang tak tergulung pada saat t = 3 s adalah..
A. 2,250 m B. 1,125 m C. 0,57 m D. 0,28 m E. 0,14 m Pembahasan Hitung terlebih dahulu percepatan sudut: τ=I.α F.R=I.α (40) (0,25) = 10 α α = 1 rad / s2 Menghitung sudut θ = ω0 . t + 1/2 α t2 = 0 + 1/2 1 . 32 = 4,5 rad Menghitung jarak S = θ . R = 4,5 . (0,25) = 1,125 m Nomor 4 Dengan merentangkan tangan, kecepatan putar penari balet sedang berputar makin rendah. SEBAB Dengan merentangkan tangan momen inersia menjadi lebih besar Pembahasan Ketika tangan direntangkan maka momen inersia penari membesar, maka bila momen inersia membesar maka kecepatan sudut mengecil. Pernyataan dan alasan benar dan saling berkaitan Nomor 5 Suatu batang tipis dengan panjang L massa m dapat berputar pada sumbu yang terletak di ujung batang. Pada awalnya batang pada posisi horizontal dan kemudian dilepas. Pada saat batang membuat sudut θ dengan arah vertikal percepatan sudut rotasi batang adalah...
A. g / L B. (3g sin θ) / 2L C. (6g) / (Lsin θ) D. (3g cos θ) / 2L E. (6g) / L cos θ Pembahasan Momen inersia batang yang diputar di ujung adalah I = 1/3 mL 2 Untuk mencari percepatan sudut gunakan persamaan torsi atau momen gaya: τ=I.α 1/2 . L . mg . sin θ = 1/3 . m L2 . α α = (3g sin θ) / 2L Jawaban: B
