pembahasan soal gerak melingkar (bag.2)

GERAK MELINGKAR BERATURAN 

DAN 

PERCEPATAN SENTRIPETAL 

(soal dan pembahasan gerak melingkar bag.2)

11.     Sebuah roda berdiameter 1 m melakukan 120 putaran per menit. Kecepatan linier suatu titik pada roda tersebut adalah … .

a. ½  π m/s     c. 2 π m/s     e. 6 π m/s

b. π m/s         d. 4 π m/s

penyelesaian:

ω = 120 putaran per menit

ω = 120 x (2 π/60) = 4 π rad / s

v = ω . r = 4 π . 1 = 4 π m/s

jawab: D

12.      Percepatan sentripetal dipengaruhi oleh beberapa faktor, kecuali … .

a. laju linier

b. kecepatan anguler

c. jari-jari lintasan

d. massa benda

e. periode putarannya

jawab: D

13.      Sebuah benda bergerak melingkar dengan kecepatan anguler awal 60 rad/s. Kemudian kecepatan angulernya berubah menjadi 110 rad/s dalam waktu 2,5 s. Percepatan anguler yang dialami benda sebesar ....

a. 50 rad/s²      d. 2,5 rad/s²

b. 25 rad/s²    e. 2 rad/s²

c. 20 rad/s²

penyelesaian:

ωt = ωo + α . t

110 – 60 = 2,5 α

α = 20 rad/s²

jawab: C

           

15.      Sebuah benda yang massanya 5 kg bergerak secara beraturan dalam lintasan yang melingkar dengan kecepatan 2 m/s. Bila jari-jari lingkaran itu 0,5 m, maka:

(1) waktu putarnya adalah 0,5π s

(2) besar percepatan sentripetalnya adalah 8 m/s²

(3) gaya sentripetalnya adalah 40 N

(4) vektor kecepatanya tidak tetap

      pernyataan diatas yang benar adalah ....

a. semua              d. 2 dan 4

b. 1, 2 dan 3         e. 4 saja

c. 1 dan 3

penyelesaian:

1. ω = v / r = 2 / 0,5 = 4 rad/s

            ω = 2π/T

           T =2π/4 = 0,5π sekon (benar)

2.  a_s = v²/r = 2²/0,5 = 4/0,5 = 8 m/s² (benar)

3. F = m . a_s = 5 . 8 = 40 N (benar)

4. benar . Dalam gerak melingkar beraturan besar / nilai kecepatannya tetap, tapi arahnya berubah selalu tegak lurus dengan daya sentriprtal

Jawab: A

16.      Sebuah pentil pada ban mobil berotasi 300 putaran per menit pada jarak  dari pusat ban sebesar 0,5 m, maka besar kecepatannya adalah ….

a. 5 π ms^-1 d. 20 π ms^-1

b. 10 π  ms^-1 e. 25 π ms^-1

c. 15 π ms^-1

penyelesaian:

ω = 300 rpm = 300 . 2 π / 60 = 10 π rad/s

v = ω/r = 10 π/0,5 = 20 π m/s

 jawab: D

17.      Sebuah titik bergerak melingkar beraturan dengan jari-jari lingkaran 50 cm dan melakukan 12 putaran dalam 6 menit. Frekuensi dan kecepatan linear titik tersebut adalah ….

a.1/30Hz   dan (1/30)π ms^-1       

b. 1/30Hz dan (1 / 40) π ms^-1      

c. 1/40 Hz dan (1/30)π ms^-1

d. 1/40 Hz dan (1 / 40) π ms^-1

e.1/20 Hz dan  (1/30)π ms^-1

penyelesaian:

f = n/t = 12/360 = 1/30 Hz

v = ω.r = (2 πf) . r = (2π/30).0,5 = (1/30) π m/s

jawab:  A

18.      Di antara pernyataan berikut ini:

(1) Kecepatan sudut tetap, kecepatan linear berubah

(2) Kecepatan sudut dan kecepatan linear tetap

(3) Kecepatan sudut berubah beraturan dan kecepatan linear tetap

Yang berlaku pada gerak melingkar beraturan adalah ....

a. 1                        d. 2 dan 3

b. 1 dan 2             e. 3

c. 2

 jawab: A (1 saja yang benar)

19.      Benda yang bergerak melingkar memiliki kecepatan sudut tetap 120 rpm. Dalam 10 detik benda tersebut telah menempuh sudut sebesar ….

a. 4π rad   d. 120 rad

b. 4 rad     e. 1200 rad

c. 40π rad

pembahasan:

ω = 120 rpm = 120 . 2 π / 60 = 4 π rad/s

Ө = ω.t = 4π.10 = 40 π rad

Jawab: C

20.    Sebuah benda berotasi menggelilingi suatu sumbu dengan persamaan posisi sudut θ = 2t + 3 (dalam radian dan t dalam sekon). Dari persamaan tersebut dapat dinyatakan bahwa:

(1) pada saat t = 0 posisi sudut = 3 rad

(2) kecapatan sudut benda tetap

(3) percepatan sudut benda nol

(4) laju linier benda 2 m/s Yang benar adalah ....

a. semua              d. 2 dan 4

b. 1, 2 dan 3         e. 4 saja

c. 1 dan 3

pembahasan:

1. θ = 2.0 + 3 = 3 rad (benar)

2. ω = 2 rad/s ( benar)

3. benar

4. salah

Jawab: B

klik pembahasan selanjutnya:

part 1 ( soal no 1 - 10)

part 2 (soal no 11 - 20)

part 3 (soal no 21 - 27)