FISIKA
Petunjuk A : dipergunakan dipergunakan dalam menjawab soal nomor 41 sampai ke nomor 60. 41. Tiga buah partikel, masing-masing
bermassa m, diikat satu dengan lainnya dan dihubungkan dengan satu sumbu rotasi dengan menggunakan tiga utas kawat yang masing-masing panjangnya , seperti ditunjukkan pada gambar berikut. (massa kawat diabaikan).
2
(D) 8 m 2
(E) 16 m 42. JAWAB: (B) L2 I 22 m( 2 )2 4 m 2 43. Perhatikan soal nomor 41. Berapakah
energi kinetik rotasi sistem tersebut?
(E)
Sistem di atas berotasi mengelilingi sumbu dengan kecepatan sudut sedemikian rupa sehingga ketiga partikel tetap terletak dalam sebuah garis lurus. Berapakah kelembaman rotasi (momen inersia) sistem terhadap O? 2
(B) 3 m
2
(C) 9 m
2
(D) 14 m (E) 18 m
2
2
41. JAWAB: (D) 2 I m m( 2 )2 m( 3)2 14 m 2 42. Perhatikan soal nomor 41. Berapakah
momentum sudut berada di tengah? (A)
m
2
partikel
2
2
2
2
2
(C) 5 m
m
O
m
2
(D) 3 m
m
(A)
2
(B) 7 m
m
2
(A) 8 m
yang
m
2
2
43. JAWAB: (B) 1 1 Ek I 2 14m 2 2 7 m 2 2 2 2 44.
sumbu-I sumbu-II Suatu silinder pejal (massa = 1 kg) bila diputar dengan sumbu putar sumbu-I (melalui pusat massa silinder) diketahui memiliki momen inersia 1/8 kgm2 dan bila diputar dengan sumbu putar sumbu-II (lihat gambar) memiliki momen inersia 3/8 kgm2. Jarak sumbu-I dengan sumbu-II adalah …. (A) 2,00 m (B) 1,00 m (C) 0,75 m (D) 0,50 m (E) 0,25 m
2
(B) 4 m 2
(C) 6 m
44. JAWAB: (D) I 2 I 1 md 2
3 1 2 1 1 1 d2 d2 d m 8 8 8 4 2 45. Suatu batang AB yang panjangnya 2
meter dan massanya diabaikan, diengselkan di titik A. Pada saat batang itu berada pada posisi horizontal, pada batang bekerja gaya F1 = 10 N dan F 2 = 20 N yang arahnya ditunjukkan pada gambar. Besar resultan momen gaya pada batang terhadap sumbu putar titik A adalah …. F1 1m
A
(A) (B) (C) (D) (E)
C
1m
30o F2
B
0 25 Nm 20 Nm 15 Nm 10 Nm
45. JAWAB: (E) A F2 AC sin 30 o F1 AB sin 90o
A
20 1 0, 5 10 2 1 10 Nm
46. Suatu partikel mendapat momen gaya
15 Nm. Berapa percepatan sudut yang timbul bila momen inersia partikel tersebut sama dengan 20 kgm 2 ? (D) 0,75 rad/s2 (A) 1,33 rad/s2 (E) 0,50 rad/s2 (B) 1,25 rad/s2 (C) 1,00 rad/s2 46. JAWAB: (D) 15 0, 75 rad/s2 I 20
(A) (B) (C) (D) (E)
3,0 x107 9,0 x 107 2,7 x 106 1,8 x 106 1,8 x 105
47. JAWAB: (E) L I mr 2 2 10 3 9 104 10 L 1, 8 10 5 kg m 2 / s 48. Seorang penari balet dengan tangan
terentang berputar pada kecepatan sudut di atas lantai mendatar yang licin. Jika penari tersebut melipat tangannya, momen inersianya akan berkurang 10% dari semula. Berapa perbandingan energi kinetik rotasi penari saat tangan dilipat dan saat tangan terentang? (A) 4/5 (D) 11/10 (B) 9/10 (E) 5/4 (C) 10/9 48. JAWAB: (C) I 11 I 22 2 2
2
9 10 10 EK 2 I 2 2 10 9 9 EK 1 I 1 1 49. Pada gambar berikut ini, C adalah
roda katrol, dan massa beban B lebih besar dari massa beban A. Jika g = 10 ms2 dan tegangan tali T 1 = 24 N, maka tegangan tali T2 adalah (A) 20 N (D) 26 N (B) 22 N (E) 28 N (C) 24 N
47. Sebuah partikel bermassa 2 gram
bergerak melingkar dengan kecepatan sudut tetap 10 rad/s. Jika jejari lintasannya 3 cm, maka momentum sudut partikel adalah .… kg.m 2/s.
10 I1 I 1 9 9 I 2 I 10
C (pejal; 2 kg)
T1
T2
A 2 kg
B
51. JAWAB: (B) 2 1 1 2 1 2 1 1 2 2 v EK mv I mv mR 2 2 2 2 2 2 R 3 1 3 EK mv 2 200 300 J 2 2 2
50. JAWAB: (D) Benda-A: T1 W A mA a 24 20 2 a a 2 m/s 2 Katrol: (T2 T1 )R I (T2 T1 ) T2 T1
52. Diketahui P = silinder pejal, Q = bola
1 a ; I MR 2 2 R
1 Ma 2
1 Ma 24 2 26N 2
50. Sebuah bola pejal dilepaskan dari
puncak bidang miring lalu menggelinding. Jika tinggi puncak bidang dihitung dari kaki bidang adalah h, maka saat tiba di kaki bidang miring, kecepatan pusat massa bola adalah (A)
2 gh
(D)
10 gh 7
(B)
4 gh 3
(E)
2 gh 3
(C)
5 gh 4
pejal dan R = bola berrongga (kulit bola) dengan massa dan jejari yang sama. Jika ketiga benda tersebut dilepas secara bersamaan (tanpa kecepatan awal) dari puncak suatu bidang miring sehingga ketiganya menggelinding, maka urutan benda dari yang paling dulu mencapai dasar bidang miring sampai yang paling akhir adalah …. (A) P, Q, R (D) Q, P, R (B) Q, R, P (E) P, R, Q (C) R, P, Q 52. JAWAB: (D) Rotasi: a I f gesek R I f gesek 2 a R R Translasi: mg sin f gesek m a mg sin
50. JAWAB: (D) 1 1 mgh mv 2 I 2 2 2 2 1 1 2 7 2 2 v mgh mv mR 2 mv2 2 2 5 R 10 10 v gh 7 51. Suatu roda berbentuk silinder pejal
menggelinding pada bidang datar dengan energi kinetik translasi 200 joule. Energi kinetik total roda tersebut sama dengan .... (D) 360 J (A) 250 J (E) 400 J (B) 300 J (C) 320 J
I a m a R2
mg sin I m 2 R mg sin 2 aP g sin 1 m m 3 2 mg sin 5 aQ g sin 2 m m 7 5 mg sin 3 aR g sin 2 m m 5 3 aQ aP aR a
53. Bola pejal pada lantai datar diberi
gaya mendatar F = 14 N seperti pada
gambar di atas. Jika bola menggelinding murni, maka gaya gesekan oleh lantai pada bola adalah F=14N
(A) (B) (C) (D) (E)
6 N ke kanan 6 N ke kiri 7 N ke kanan 7 N ke kiri 14 N ke kiri
(D) 1,00 Nm (E) 2,00 Nm 54. JAWAB: (B) mg mg 2 a g I 1 m 2 m m 3 R 2 1 1 2 2 a I mR mR g 2 3 R 2 1 1 mRg 0, 2 0,03 10 0,02 Nm 3 3 55. 80N
53. JAWAB: (A) Misalkan arah gaya gesek ke kiri, maka: Translasi: F f m a .... (i) 2 a (F f )R mR 2 5 R Rotasi: 2 F f ma .... (ii) 5 Dari (i) dan (ii) diperoleh: 3 3 f F 14 N 6 N 7 7 Karena f bernilai negatif, berarti arah f bukan seperti yang dimisalkan yaitu ke kiri, tapi ke kanan.
54.
Keping yoyo (200 gram) bergerak ke bawah melepaskan diri dari lilitan talinya. Jika yoyo keping yoyo dianggap roda pejal dan posisi benang seperti pada gambar di samping serta percepatan 6 cm gravitasi bumi = 10 m/s2, maka momen gaya yang bekerja pada yoyo .... (A) 0,01 Nm (B) 0,02 Nm (C) 0,20 Nm
2m
2m B
A
C 60N
120N Sebuah batang mendapat 3 buah gaya seperti tampak pada gambar. Letak titik tangkap resultan ketiga gaya di atas terhadap titik A adalah …. (A) 5,0 m di kanan titik A (B) 4,8 m di kanan titik A (C) 3,2 m di kanan titik A (D) 2,4 m di kanan titik A (E) 1,0 m di kanan titik A 55. JAWAB: (B) F R 100 N ke arah bawah 100 x 120 2 60 4 100 x 480 x 4,8 m
56.
4m A FA = ?
C
6m B 80N
Sebuah papan AB homogen yang beratnya 40 N dipasang seperti pada
gambar. Agar papan tersebut setimbang, maka berat pot bunga yang dipasang di A besarnya adalah (A) 120 N (B) 130 N (C) 140 N (D) 150 N (E) 160 N
58.
90
B
56. JAWAB: (B) F A 4 40 1 80 6 520 F A 130 N
Sistem berada dalam keadaan setimbang Jika mA/mC = 1/3, maka mC/mB = ……. 3 (A) 10 10 2 (B) 3 1 (C) 5 5 1 (D) 10 10 3 (E) 5 5
57. 60
30
T1
T2
W
Jika sistem pada gambar di atas setimbang dan diketahui bahwa W = 20 N, maka besarnya tegangan tali T 1 adalah (A) 40 N (B) 20 N (C) 203 N (D) 10 N (E) 103 N
58. JAWAB: (A)
57. JAWAB: (E)
mC T1 o
sin 6 0
C
A
mB
W
sin 90
3 3 10 10 10
o
T 1
W o .sin 60 o sin 90
T1
20 1 . 1 2
3
10
59.
L/4 A
B
3 N
Pada batang (panjang L) homogen seberat 200 N digantungkan beban
440 N. (lihat gambar !). Besar gaya yang dilakukan penyangga di titik A adalah (A) FA = 440 N (D) FA = 200 N (B) FA = 430 N (E) FA = 210 N (C) FA = 330 N 59. JAWAB: (E) L L 440 200 F A L 0 4 2 F A 210 N 60. Tiga buah partikel masing-masing A (2 kg), B (4 kg) dan C (4 kg) berturutturut ditempatkan pada titik-titik (0,0), (8,2) dan (4,10) pada sistem koordinat kartesian. Koordinat titik pusat masa ketiga partikel tersebut adalah …. (A) (3,2 , 4,8) (B) (4,8 , 3,2) (C) (4,8 , 6,0) (D) (3,2 , 3,2) (E) (4,8 , 4,8) 60. JAWAB: (E) m x mB xB mC xC x A A m A mB mC 2 0 4 8 4 4 48 4, 8 x 2 4 4 10 2 0 4 2 4 10 48 4, 8 y 2 4 4 10
