SOAL PILIHAN FISIKA (TIPLER JILID 1) HALAMAN 336-339 23. Sebuah silinder yang beratnya W ditopang oleh palung/ bak licin yang dibentuk
oleh bidang yang dimiringkan pada 30 o terhadapap horizontal kiri dan bidang miring dengan 60 o di kanan seperti yang ditunjukkan pada gambar 9-36. Carilah gaya yang diberikan oleh masing-masing bidang pada silinder.
W
30o
60o
24. Sebuah benda 80 N ditahan oleh sebuah kabel yang diikatkan pada sebuah
penopang yang diberi engsel di titik A (Gambar 9-37). Penopang ditarik oleh kabel kedua dengan tegangan T2. Massa penopang diabaikan. (a) Berapakah ketiga gaya yang bekerja pada penopang? (b) Tunjukkan bahwa komponen vertical tegangan T2 harus sama dengan 80 N. (c) Carilah gaya yang dikerjakan pada penopang oleh engsel. engsel. T2
90o
30o
A
T1
80 N
25. Carilah gaya yang diberikan pada penopang oleh engsel di A untuk susunan pada
Gambar 9-38 jika (a) penopang tak mempunyai berat dan (b) penopang beratnya 20 N.
45o 45o 60 N
A
29. Seorang anak laki-laki 900 N duduk di atas tangga yang beratnya dapat diabaikan
dan berada di atas lantai licin (Gambar 9-40). Ada sebuah tongkat penopang di tengah-tengah ke bagian atas tangga. Sudut di puncak adalah
θ = 30 . (a) o
Berapakah gaya yang diberikan oleh lantai pada tiap tangga? (b) Carilah tegangan di tongkat penopang? (c) Jika tongkat penopang itu digerakkan ke bawah kea rah dasar tangga (dengan mempertahankan sudut
θ yang sama), apakah tegangan
membesar atau mengecil? Wb = 900 N
2m
30o
2m
31. Sebuah roda bermassa M dan jari-jari R berada di atas permukaan horizoltal dan
bersandar pada anak tangga yang tingginya h ( h < R ). Roda harus dinaikkan ke atas anak tangga oleh gaya horizolta F yang dikerjakan pada sumbu roda (Gambar 9-41). Carilah gaya F yang diperlukan untuk menaikkan roda ke atas anak tangga.
F
R h
32. Salah satu ujung batang 100 kg yang serbasama dan panjangnya 10 m diengsel
itu ditahan horizoltal oleh sebuah kawat yang terikat pada batang 6 m dari dinding seperti yang ditunjukkan pada Gambar 9-42. Sebuah beban 400 kg digantungkan pada ujung bebas batang itu. (a) Berapakah tegangan kawat? (b) Berapakah gaya horizontal pada engsel? (c) Berapakah gaya vertkal pada batang di engsel?
8m
6m 10 m 400 kg
50. Sebuah bola serbasama yang jari-jarinya R dan massanya M ditahan diam pada
sebuah bidang miring yang bersudut
θ oleh
tali horizontal seperti yang
ditunjukkan pada Gambar 9-50. Ambillah R = 20 cm, M = 3 kg dan
θ = 30 . (a) o
Carilah tegangan tali, (b) Berapakah gaya normal yang diberikan pada bola oleh bidang miring itu? (c) Berapakah gaya gesekan yang bekerja pada bola?
M R
JAWABAN 23. Besar gaya yang diberikan oleh masing-masing bidang pada silinder = …. ?
∑ = 0 sin30° sin60° =0 = √ 3
∑ = 0 cos30°+ cos60°=0 √ 3 cos30°+ cos60°=0 (√ 3 cos30° + cos60°) = = √ 3 cos30°+cos60° = 12 = √ 3 = √ 3 12 Jadi, gaya yang diberikan oleh masing-masing bidang pada silinder adalah
= √ 3 dan = 24. (a) Jumlah gaya yang bekerja pada penopang = … ?
⃗
30o
Jadi, gaya-gaya yang bekerja pada penopang adalah
⃗, dan
(b) Komponen vertical tegangan T2 sama dengan 80 N = … ?
∑⃗= 0 sin30° = 0 = sin30° = = 80 (c) Besar gaya yang dikerjakan pada penopang oleh engsel = … ?
∑ = 0 cos cos30° =0 cos= cos30°
∑ = 0 sin+ sin30° = 0 sin= sin30° sin = 80 sin30° sin = 80 sin30° tan= cos cos30° sin30° ] = tan− [80 cos30° = 80 = 160 = sin30° 1 2 sin30° ]=0° = tan− [80 160 160 cos30° cos30° = 138,56 = 160cos0° Jadi, besar gaya yang dikerjakan pada penopang oleh engsel adalah
= 138,56
25. Besar gaya yang diberikan pada penopang oleh engsel di A untuk susunan pada
Gambar 9-38 jika (a) penopang tak mempunyai berat =… ?
1 2
⃗ 45
o
⃗ ⃗ = ̂ + ̂
1 2
45o
45o
∑⃗= 0 cos45° = 0 = cos45 = 60 cos45° = 42,43 ∑⃗ = 0 ∑ = cos45° =0 = cos45° = 42,43 cos45° = 30,0 ∑ = +cos45°=0 = cos45° = 60 42,43cos45° = 30,0 Jadi, gaya yang diberikan pada penopang oleh engsel di A, jika penopang tak mempunyai berat adalah
⃗ = ̂ + ̂ ⃗ = 30,0 ̂ + 30,0 ̂ (b) penopang beratnya 20 N = … ?
= 20 ∑⃗= 0 cos45° 2 cos45°=0 =cos45°+ 12 cos45° = 60 cos45° + 12 cos45° 20 = 49,5 ∑ = cos45° =0 = cos45° = 49,5 cos45° = 35,0 ∑ = +cos45°=0 = + cos45° = 20 + 60 49,5cos45° = 45,0
Jadi, gaya yang diberikan pada penopang oleh engsel di A, jika penopang mempunyai berat (W=20N) adalah
⃗ = ̂ + ̂ ⃗ = 35,0 ̂ + 45,0 ̂ 29. (a) gaya yang diberikan oleh lantai pada tiap tangga = … ?
ℎ
⃗
1 2
⃗ D
= 12 = 12 9 00 = 450 (b) tegangan di tongkat penopang = … ?
∑⃗= 0 2 = 0 = 2 tan 12 = /2 ℎ =2ℎtan 12 1 1 2ℎtan 2 ℎtan 2 = 2 = 2 = 12 = 0
= 12 1 ℎtan 1 ℎtan 1 = 2 2 = 2 2 1 30 900 4 tan15° 900 4tan 2 = = = 241 2 2 (c) Jika tongkat penopang itu digerakkan ke bawah ke arah dasar tangga (dengan mempertahankan sudut
θ yang
sama), apakah tegangan membesar atau
mengecil?
1 ℎtan = 2 2 = 31. Gaya F yang diperlukan untuk menaikkan roda ke atas anak tangga adalah
⃗ ⃗ ⃗
ℎ
∑⃗ = 0 ∑ = = 0 ∑ = =0 ⃗ = ̂ + ̂ = ̂ + ̂ = ℎ2ℎ ℎ
̂ + ̂ ⃗ = ℎ2ℎ ℎ 50. (a) Tegangan tali = … ?
⃗
⃗
∑⃗= 0 = 0 = ∑ =+cossin=0 +cossin=0 1+cos=sin = 1sin + sin30° 3 9,81 / = = 7,89 1 + 30° (b) Gaya normal yang diberikan pada bola oleh bidang miring =…?
∑ = 0 sincos=0 =sin+cos
= 7,89 sin30°+ 3 9,81 /cos30° = 29,4 (c) Gaya gesekan yang bekerja pada bola = … ?
∑⃗= 0 = 0 = = 7,89
