Soal dan Pembahasan Gerak Jatuh Bebas da
Soal dan Pembahasan Gerak Jatuh Bebas dan Gerak
Vertikal
By Imas Dekasari S — 28 Oct 2016 — Add Comment — Bank Soal, Fisika Kelas X, SMA
Pada postingan sebelumnya saya telah membahas mengenai materi Gerak Vertikal dan
Gerak Jatuh Bebas . Nah berikut ini beberapa contoh soal dan pembahasan gerak vertikal
ke bawah, gerak jatuh bebas dan gerak vertikal ke atas.
(Gerak Vertikal ke Bawah)
Contoh 1:
Sebuah batu dilemparkan ke dalam sumur dengan kecepatan awal 6 m/s. Bila batu mengenai
dasar sumur setelah 3 sekon, maka hitunglah:
a. Kecepatan benda saat mengenai dasar sumur
b. Kedalaman sumur
Pembahasan:
Diketahui:
v0 = 6 m/s
t=3s
g = 10 m/s²
Ditanya:
vt dan h
Jawab:
a) kecepatan benda saat mengenai sumur (vt)
vt = v0 + g. t
vt = 6 + (10. 3)
vt = 6 + 30 = 36 m/s
b) kedalaman (h)
h=
v0.t + 1/2. g. t²
h = 6. 3 + 1/2. 10. (3)²
h = 18 + 45 = 63 m
Contoh 2:
Sebuah bola dilemparkan vertikal ke bawah dari jendela hotel dengan kecepatan
awal 4 m/s. Pada jarak berapakan dibawah jendela hotel kecepatan bola menjadi
dua kali kecepatan awal?
Pembahasan:
Diketahui:
v0 = 4 m/s
g = 10 m/s²
Ditanya: h pada saat
vt = 2 v0
Jawab:
vt² = v0² + 2. g. h
(2v0)² = v0² + 2. g. h
(2. 4)² = 4² + 2. 10. h
(8)² = 4² + 20. h
64 = 16 + 20. h
64 - 16 = 20. h
48 = 20.h
h = 48/20 = 2,4 m
Sehingga jarak bola dibawah jendela hotel pada saat kecepatannya 2 kali
kecepatan awal adalah 2,4 m
(Gerak Jatuh Bebas)
Contoh 1:
Sebuah lift jatuh bebas akibat tali penahannya terputus dan menyentuh lantai dasar setelah 4
detik. Jika g = 10 m/s², maka hitunglah kecepatan lift saat menyentuh lantai!
Pembahasan:
Diketahui:
t=4s
g = 10 m/s²
Ditanya: Kecepatan lift saat menyentuh lantai dasar ( vt)
Jawab:
(Ingat ketika sebuah benda melakukan gerak jatuh bebas kecepatan awalnya sama dengan
nol (v0 = 0))
Maka kecepatan lift saat menyentuh lantai dasar dapat dihitung dengan rumus:
vt = v0 + g. t
vt = 0 + g. t
atau
vt = g. t
vt = 10. 4 = 40 m/s
Contoh 2:
Seorang anak menjatuhkan bola dari gedung bertingkat tanpa kecepatan awal.
Jika waktu yang dibutuhkan bola tersebut untuk sampai ke tanah 2 s, maka
hitunglah tinggi gedung tersebut! ( g = 10 m/s²)
Pembahasan:
Diketahui:
v0 = 0
t=2s
g = 10 m/s²
Ditanya: tinggi gedung (h)
Jawab:
h=
v0.t + 1/2. g. t²
h = 0 + 1/2. g. t²
h = 1/2. g. t²
h = 1/2. 10. (2)²
h = 20 meter
Contoh 3:
Buah kelapa dan buah mangga jatuh secara bersamaan dari ketinggian h1 dan h2.
Bila h1 : h2 = 4 : 1, maka hitunglah perbandingan waktu jatuh antara buah kelapa
dan buah mangga!
Pembahasan:
Diketahui:
misal
h1 = ketinggian pohon kelapa
h2 = ketinggian pohon mangga
Ditanya:
misal:
t1 = waktu jatuh kelapa
t2 = waktu jatuh mangga
Jawab:
Jatuhnya kelapa dan mangga merupakan gerak jatuh bebas, maka:
karena h1 : h2 = 4 : 1, maka h1 = 4 h2. sehingga:
(Gerak Vertikal ke Atas)
Contoh 1:
Sebuah peluru ditembakkan vertikal ke atas dengan kecepatan awal 200 m/s. Bila
g = 10 m/s² hitunglah ketinggian maksimum yang dicapai peluru!
Pembahasan:
Diketahui:
v0 = 200 m/s
g = 10 m/s²
Ditanya: h maksimum
Jawab:
(Ingat pada gerak vertikal ke atas, pada saat berada di ketinggian maksimum
kecepatannya sama dengan nol (vt = 0))
vt² = v0² - 2. g. h
0 = (200)² - 2. 10. h
0 = 40000 - 20h
20h = 40000
h = 40000/20
h = 200 m
Contoh 2:
Dua orang anak bermain bola. Keduanya melempar bola ke atas dari ketinggian
yang sama dengan perbandingan kecepatan awal 1 : 2. Hitunglah perbandingan
tinggi maksimum ke dua bola!
Pembahasan:
Diketahui:
misal bola pertama = bola A dan bola kedua = bola B
perbandingan kecepatan awal bola A dan B:
Ditanya:
= ...??
Jawab:
Pada ketinggian maksimum
vt = 0 , maka:
karena V0A : V0B = 1 : 2, maka V0B = 2 V0A. sehingga:
Sehingga perbandingan ketinggian maksimum bola A dan bola B:
Contoh Soal 1
Sebuah durian jatuh dari pohon yang ketinggiannya 45 meter. Tentukanlah kecepatan jatuh
durian tersebut sesaat ketika menyentuh tanah. Berapa waktu yang dibutuhkan durian untuk
sampai ke tanah?
Penyelesaian:
Dik :
Vo
= 0 (karena benda jatuh bebas)
ho
= 45 meter
g
= 10 m/s2 (dibulatkan untuk memudahkan perhitungan)
Dit :
a. Vt ?
b. t sampai menyentuh tanah?
Jawab :
h
= ho – ½ .g.t2 (h = 0 karena menyentuh tanah)
0
= 45 – ½ .10.t2
- 45
= - 5t2
2
t
= - 45/-5
2
t
=9
t
=3s
Vt
= - g.t
= - 10.3
= - 30 m/s (tanda – menandakan benda bergerak ke bawah)
Contoh Soal 2
Sebuah benda dijatuhkan dari atas gedung tanpa kecepatan awal (jatuh bebas). Setelah 10
detik benda tersebut baru sampai ke tanah. Berapakah tinggi gedung tersebut? Berapakah
kecepatan benda saat menyentuh tanah? (asumsikan g = 10 m/s 2)
Penyelesaian:
Dik :
t
= 10 detik
Vo
= 0 (karena benda jatuh bebas)
g
= 10 m/s2
Dit :
a. ho?
b. Vt
Jawab :
h
= ho – ½ .g.t2 (h = 0 karena menyentuh tanah)
0
= ho – ½ .10.102
- ho
= - 500
ho
= 500 meter
Vt
= - g.t
= - 10.10
= - 100 m/s (tanda – menandakan benda bergerak ke bawah)
Contoh Soal 3
Sebuah benda dijatuhkan dari ketinggian 125 meter dari permukaan tanah tanpa kecepatan
awal (jatuh bebas). Jika percepatan grafitasi diasumsikan sebesar 10 m/s 2, maka
tentukanlah:
1.
Setelah berapa detik benda tersebut sampai menyentuh tanah
2.
Berapa ketinggian benda tersebut setelah jatuh 1, 2, 3 dan 4 detik
Penyelesaian:
Dik :
ho
= 125 meter
Vo
= 0 (jatuh bebas)
g
= 10 m/s2
Dit :
t saat menyentuh tanah?
h1, h2, h3?
Jawab :
a. Ketika benda tiba di tanah berarti h menjadi sama dengan 0 sehingga:
h
= ho – ½ .g.t2 (h = 0 karena menyentuh tanah)
0
= 125 – ½ .10.t2
0
= 125 – 10.t2
2
5t
= 100
2
t
= 125/5
t2
= 25
t
= 5 detik
Jadi waktu yang dibutuhkan oleh benda tersebut untuk sampai ke tanah adalah 5 detik.
b. Untuk mencari ketinggian yang dicapai benda tersebut pada detik ke 1, 2, 3 dan 4, maka kita
harus memasukkan masing-masing waktu tersebut kepersamaan:
h
= ho – ½ .g.t2
h1
= 125 – ½ . 10. 12
= 125 – 5
= 120 meter
h2
= 125 – ½ . 10. 22
= 125 – 20
= 105 meter
h3
= 125 – ½ . 10. 32
= 125 – 45
= 80 meter
h4
= 125 – ½ . 10. 42
= 125 – 80
= 45 meter
Soal No. 1
Nyatakan dalam satuan radian :
a) 90o
b) 270o
Pembahasan
360o = 2π radian
a) 90o
b) 270o
Soal No. 2
Konversikan ke dalam satuan rad/s :
a) 120 rpm
b) 60 rpm
Pembahasan
1 rpm = 1 putaran per menit
1 putaran adalah 2π radian atau
1 putaran adalah 360o
1 menit adalah 60 sekon
a) 120 rpm
b) 60 rpm
Soal No. 3
Sebuah benda bergerak melingkar dengan kecepatan sudut 50π rad/s. Tentukan frekuensi putaran
gerak benda!
Pembahasan
Soal No. 4
Kecepatan sudut sebuah benda yang bergerak melingkar adalah 12 rad/s. Jika jarijari putarannya
adalah 2 meter, tentukan besar kecepatan benda tersebut!
Pembahasan
Soal No. 5
Sebuah benda bermassa 1 kg berputar dengan kecepatan sudut 120 rpm. Jika jarijari putaran benda
adalah 2 meter tentukan percepatan sentripetal gerak benda tersebut !
Pembahasan
Data :
ω = 120 rpm = 4π rad/s
r = 2 meter
m = 1 kg
asp = ...?
asp = V /r = ω2 r
asp = (4π)2 (2) = 32π2 m/s2
2
Soal No. 6
Gaya sentripetal yang bekerja pada sebuah benda bermassa 1 kg yang sedang bergerak melingkar
beraturan dengan jarijari lintasan sebesar 2 m dan kecepatan 3 m/s adalah....?
Pembahasan
Data :
m = 1 kg
r = 2 meter
V = 3 m/s
Fsp = ....?
Fsp = m ( V /r )
Fsp = (1)( 3 /2 ) = 4,5 N
2
2
Soal No. 7
Dua buah roda berputar dihubungkan seperti gambar berikut!
Jika jari jari roda pertama adalah 20 cm, jarijari roda kedua adalah 10 cm dan kecepatan sudut roda
pertama adalah 50 rad/s, tentukan kecepatan sudut roda kedua!
Pembahasan
Data :
r1 = 20 cm
r2 = 10 cm
ω1 = 50 rad/s
ω2 = ...?
Dua roda dengan hubungan seperti soal diatas akan memiliki kecepatan (v) yang sama :
Soal No. 8
Dua buah roda berputar dihubungkan seperti gambar berikut!
Jika kecepatan roda pertama adalah 20 m/s jarijari roda pertama dan kedua masingmasing 20 cm
dan 10 cm, tentukan kecepatan roda kedua!
Pembahasan
Kecepatan sudut untuk hubungan dua roda seperti soal adalah sama:
Soal No. 9
Tiga buah roda berputar dihubungkan seperti gambar berikut!
Data ketiga roda :
r1 = 20 cm
r2 = 10 cm
r3 = 5 cm
Jika kecepatan sudut roda pertama adalah 100 rad/s, tentukan kecepatan sudut roda ketiga!
Pembahasan
Soal No. 10
Sebuah partikel bergerak melingkar dengan kecepatan sudut sebesar 4 rad/s selama 5 sekon.
Tentukan besar sudut yang ditempuh partikel!
Pembahasan
Soal di atas tentang Gerak Melingkar Beraturan. Untuk mencari sudut tempuh gunakan rumus :
θ = ωt
θ = (4)(5) = 20 radian.
Soal No. 11
Sebuah benda bergerak melingkar dengan percepatan sudut 2 rad/s2. Jika mulamula benda diam,
tentukan :
a) Kecepatan sudut benda setelah 5 sekon
b) Sudut tempuh setelah 5 sekon
Pembahasan
Data :
α = 2 rad/s2
ωo = 0
t = 5 sekon
Soal tentang Gerak Melingkar Berubah Beraturan
a) ωt = ωo + αt
ωt = (0) + (2)(5) = 10 rad/s
b) θ = ωot + 1/2 αt2
θ = (0)(5) + 1/2 (2)(5)2
Soal No. 12
Sebuah mobil dengan massa 2 ton bergerak dengan kecepatan 20 m/s menempuh lintasan dengan
jarijari 100 m.
Jika kecepatan gerak mobil 20 m/s tentukan gaya Normal yang dialami badan mobil saat berada di
puncak lintasan!
Pembahasan
Gayagaya saat mobil di puncak lintasan :
Hukum Newton Gerak Melingkar :
Soal No. 13
Sebuah benda bergerak melingkar dengan jarijari lintasan 50 cm seperti gambar berikut.
Jika massa benda 200 gram dan percepatan gravitasi 10 m/s2, tentukan besar tegangan tali ketika
benda berada di titik titik tertinggi!
Pembahasan
Untuk benda yang bergerak melingkar berlaku
Uraikan gayagaya yang bekerja pada benda saat berada di titik tertinggi (aturan : gaya yang ke arah
pusat adalah positif, gaya yang berarah menjauhi pusat adalah negatif)
Sehingga didapat persamaan :
Soal No. 14
Dari soal no. 13 tentukan tegangan tali saat benda berada pada titik terendah!
Pembahasan
Saat benda berada pada titik terendah, tegangan Tali berarah menuju pusat(+) sedang berat benda
menjauhi pusat(−) sehingga persamaan menjadi:
Soal No. 15
Berdasarkan gambar berikut, tentukan kecepatan sudut roda kedua!
Pembahasan
Vertikal
By Imas Dekasari S — 28 Oct 2016 — Add Comment — Bank Soal, Fisika Kelas X, SMA
Pada postingan sebelumnya saya telah membahas mengenai materi Gerak Vertikal dan
Gerak Jatuh Bebas . Nah berikut ini beberapa contoh soal dan pembahasan gerak vertikal
ke bawah, gerak jatuh bebas dan gerak vertikal ke atas.
(Gerak Vertikal ke Bawah)
Contoh 1:
Sebuah batu dilemparkan ke dalam sumur dengan kecepatan awal 6 m/s. Bila batu mengenai
dasar sumur setelah 3 sekon, maka hitunglah:
a. Kecepatan benda saat mengenai dasar sumur
b. Kedalaman sumur
Pembahasan:
Diketahui:
v0 = 6 m/s
t=3s
g = 10 m/s²
Ditanya:
vt dan h
Jawab:
a) kecepatan benda saat mengenai sumur (vt)
vt = v0 + g. t
vt = 6 + (10. 3)
vt = 6 + 30 = 36 m/s
b) kedalaman (h)
h=
v0.t + 1/2. g. t²
h = 6. 3 + 1/2. 10. (3)²
h = 18 + 45 = 63 m
Contoh 2:
Sebuah bola dilemparkan vertikal ke bawah dari jendela hotel dengan kecepatan
awal 4 m/s. Pada jarak berapakan dibawah jendela hotel kecepatan bola menjadi
dua kali kecepatan awal?
Pembahasan:
Diketahui:
v0 = 4 m/s
g = 10 m/s²
Ditanya: h pada saat
vt = 2 v0
Jawab:
vt² = v0² + 2. g. h
(2v0)² = v0² + 2. g. h
(2. 4)² = 4² + 2. 10. h
(8)² = 4² + 20. h
64 = 16 + 20. h
64 - 16 = 20. h
48 = 20.h
h = 48/20 = 2,4 m
Sehingga jarak bola dibawah jendela hotel pada saat kecepatannya 2 kali
kecepatan awal adalah 2,4 m
(Gerak Jatuh Bebas)
Contoh 1:
Sebuah lift jatuh bebas akibat tali penahannya terputus dan menyentuh lantai dasar setelah 4
detik. Jika g = 10 m/s², maka hitunglah kecepatan lift saat menyentuh lantai!
Pembahasan:
Diketahui:
t=4s
g = 10 m/s²
Ditanya: Kecepatan lift saat menyentuh lantai dasar ( vt)
Jawab:
(Ingat ketika sebuah benda melakukan gerak jatuh bebas kecepatan awalnya sama dengan
nol (v0 = 0))
Maka kecepatan lift saat menyentuh lantai dasar dapat dihitung dengan rumus:
vt = v0 + g. t
vt = 0 + g. t
atau
vt = g. t
vt = 10. 4 = 40 m/s
Contoh 2:
Seorang anak menjatuhkan bola dari gedung bertingkat tanpa kecepatan awal.
Jika waktu yang dibutuhkan bola tersebut untuk sampai ke tanah 2 s, maka
hitunglah tinggi gedung tersebut! ( g = 10 m/s²)
Pembahasan:
Diketahui:
v0 = 0
t=2s
g = 10 m/s²
Ditanya: tinggi gedung (h)
Jawab:
h=
v0.t + 1/2. g. t²
h = 0 + 1/2. g. t²
h = 1/2. g. t²
h = 1/2. 10. (2)²
h = 20 meter
Contoh 3:
Buah kelapa dan buah mangga jatuh secara bersamaan dari ketinggian h1 dan h2.
Bila h1 : h2 = 4 : 1, maka hitunglah perbandingan waktu jatuh antara buah kelapa
dan buah mangga!
Pembahasan:
Diketahui:
misal
h1 = ketinggian pohon kelapa
h2 = ketinggian pohon mangga
Ditanya:
misal:
t1 = waktu jatuh kelapa
t2 = waktu jatuh mangga
Jawab:
Jatuhnya kelapa dan mangga merupakan gerak jatuh bebas, maka:
karena h1 : h2 = 4 : 1, maka h1 = 4 h2. sehingga:
(Gerak Vertikal ke Atas)
Contoh 1:
Sebuah peluru ditembakkan vertikal ke atas dengan kecepatan awal 200 m/s. Bila
g = 10 m/s² hitunglah ketinggian maksimum yang dicapai peluru!
Pembahasan:
Diketahui:
v0 = 200 m/s
g = 10 m/s²
Ditanya: h maksimum
Jawab:
(Ingat pada gerak vertikal ke atas, pada saat berada di ketinggian maksimum
kecepatannya sama dengan nol (vt = 0))
vt² = v0² - 2. g. h
0 = (200)² - 2. 10. h
0 = 40000 - 20h
20h = 40000
h = 40000/20
h = 200 m
Contoh 2:
Dua orang anak bermain bola. Keduanya melempar bola ke atas dari ketinggian
yang sama dengan perbandingan kecepatan awal 1 : 2. Hitunglah perbandingan
tinggi maksimum ke dua bola!
Pembahasan:
Diketahui:
misal bola pertama = bola A dan bola kedua = bola B
perbandingan kecepatan awal bola A dan B:
Ditanya:
= ...??
Jawab:
Pada ketinggian maksimum
vt = 0 , maka:
karena V0A : V0B = 1 : 2, maka V0B = 2 V0A. sehingga:
Sehingga perbandingan ketinggian maksimum bola A dan bola B:
Contoh Soal 1
Sebuah durian jatuh dari pohon yang ketinggiannya 45 meter. Tentukanlah kecepatan jatuh
durian tersebut sesaat ketika menyentuh tanah. Berapa waktu yang dibutuhkan durian untuk
sampai ke tanah?
Penyelesaian:
Dik :
Vo
= 0 (karena benda jatuh bebas)
ho
= 45 meter
g
= 10 m/s2 (dibulatkan untuk memudahkan perhitungan)
Dit :
a. Vt ?
b. t sampai menyentuh tanah?
Jawab :
h
= ho – ½ .g.t2 (h = 0 karena menyentuh tanah)
0
= 45 – ½ .10.t2
- 45
= - 5t2
2
t
= - 45/-5
2
t
=9
t
=3s
Vt
= - g.t
= - 10.3
= - 30 m/s (tanda – menandakan benda bergerak ke bawah)
Contoh Soal 2
Sebuah benda dijatuhkan dari atas gedung tanpa kecepatan awal (jatuh bebas). Setelah 10
detik benda tersebut baru sampai ke tanah. Berapakah tinggi gedung tersebut? Berapakah
kecepatan benda saat menyentuh tanah? (asumsikan g = 10 m/s 2)
Penyelesaian:
Dik :
t
= 10 detik
Vo
= 0 (karena benda jatuh bebas)
g
= 10 m/s2
Dit :
a. ho?
b. Vt
Jawab :
h
= ho – ½ .g.t2 (h = 0 karena menyentuh tanah)
0
= ho – ½ .10.102
- ho
= - 500
ho
= 500 meter
Vt
= - g.t
= - 10.10
= - 100 m/s (tanda – menandakan benda bergerak ke bawah)
Contoh Soal 3
Sebuah benda dijatuhkan dari ketinggian 125 meter dari permukaan tanah tanpa kecepatan
awal (jatuh bebas). Jika percepatan grafitasi diasumsikan sebesar 10 m/s 2, maka
tentukanlah:
1.
Setelah berapa detik benda tersebut sampai menyentuh tanah
2.
Berapa ketinggian benda tersebut setelah jatuh 1, 2, 3 dan 4 detik
Penyelesaian:
Dik :
ho
= 125 meter
Vo
= 0 (jatuh bebas)
g
= 10 m/s2
Dit :
t saat menyentuh tanah?
h1, h2, h3?
Jawab :
a. Ketika benda tiba di tanah berarti h menjadi sama dengan 0 sehingga:
h
= ho – ½ .g.t2 (h = 0 karena menyentuh tanah)
0
= 125 – ½ .10.t2
0
= 125 – 10.t2
2
5t
= 100
2
t
= 125/5
t2
= 25
t
= 5 detik
Jadi waktu yang dibutuhkan oleh benda tersebut untuk sampai ke tanah adalah 5 detik.
b. Untuk mencari ketinggian yang dicapai benda tersebut pada detik ke 1, 2, 3 dan 4, maka kita
harus memasukkan masing-masing waktu tersebut kepersamaan:
h
= ho – ½ .g.t2
h1
= 125 – ½ . 10. 12
= 125 – 5
= 120 meter
h2
= 125 – ½ . 10. 22
= 125 – 20
= 105 meter
h3
= 125 – ½ . 10. 32
= 125 – 45
= 80 meter
h4
= 125 – ½ . 10. 42
= 125 – 80
= 45 meter
Soal No. 1
Nyatakan dalam satuan radian :
a) 90o
b) 270o
Pembahasan
360o = 2π radian
a) 90o
b) 270o
Soal No. 2
Konversikan ke dalam satuan rad/s :
a) 120 rpm
b) 60 rpm
Pembahasan
1 rpm = 1 putaran per menit
1 putaran adalah 2π radian atau
1 putaran adalah 360o
1 menit adalah 60 sekon
a) 120 rpm
b) 60 rpm
Soal No. 3
Sebuah benda bergerak melingkar dengan kecepatan sudut 50π rad/s. Tentukan frekuensi putaran
gerak benda!
Pembahasan
Soal No. 4
Kecepatan sudut sebuah benda yang bergerak melingkar adalah 12 rad/s. Jika jarijari putarannya
adalah 2 meter, tentukan besar kecepatan benda tersebut!
Pembahasan
Soal No. 5
Sebuah benda bermassa 1 kg berputar dengan kecepatan sudut 120 rpm. Jika jarijari putaran benda
adalah 2 meter tentukan percepatan sentripetal gerak benda tersebut !
Pembahasan
Data :
ω = 120 rpm = 4π rad/s
r = 2 meter
m = 1 kg
asp = ...?
asp = V /r = ω2 r
asp = (4π)2 (2) = 32π2 m/s2
2
Soal No. 6
Gaya sentripetal yang bekerja pada sebuah benda bermassa 1 kg yang sedang bergerak melingkar
beraturan dengan jarijari lintasan sebesar 2 m dan kecepatan 3 m/s adalah....?
Pembahasan
Data :
m = 1 kg
r = 2 meter
V = 3 m/s
Fsp = ....?
Fsp = m ( V /r )
Fsp = (1)( 3 /2 ) = 4,5 N
2
2
Soal No. 7
Dua buah roda berputar dihubungkan seperti gambar berikut!
Jika jari jari roda pertama adalah 20 cm, jarijari roda kedua adalah 10 cm dan kecepatan sudut roda
pertama adalah 50 rad/s, tentukan kecepatan sudut roda kedua!
Pembahasan
Data :
r1 = 20 cm
r2 = 10 cm
ω1 = 50 rad/s
ω2 = ...?
Dua roda dengan hubungan seperti soal diatas akan memiliki kecepatan (v) yang sama :
Soal No. 8
Dua buah roda berputar dihubungkan seperti gambar berikut!
Jika kecepatan roda pertama adalah 20 m/s jarijari roda pertama dan kedua masingmasing 20 cm
dan 10 cm, tentukan kecepatan roda kedua!
Pembahasan
Kecepatan sudut untuk hubungan dua roda seperti soal adalah sama:
Soal No. 9
Tiga buah roda berputar dihubungkan seperti gambar berikut!
Data ketiga roda :
r1 = 20 cm
r2 = 10 cm
r3 = 5 cm
Jika kecepatan sudut roda pertama adalah 100 rad/s, tentukan kecepatan sudut roda ketiga!
Pembahasan
Soal No. 10
Sebuah partikel bergerak melingkar dengan kecepatan sudut sebesar 4 rad/s selama 5 sekon.
Tentukan besar sudut yang ditempuh partikel!
Pembahasan
Soal di atas tentang Gerak Melingkar Beraturan. Untuk mencari sudut tempuh gunakan rumus :
θ = ωt
θ = (4)(5) = 20 radian.
Soal No. 11
Sebuah benda bergerak melingkar dengan percepatan sudut 2 rad/s2. Jika mulamula benda diam,
tentukan :
a) Kecepatan sudut benda setelah 5 sekon
b) Sudut tempuh setelah 5 sekon
Pembahasan
Data :
α = 2 rad/s2
ωo = 0
t = 5 sekon
Soal tentang Gerak Melingkar Berubah Beraturan
a) ωt = ωo + αt
ωt = (0) + (2)(5) = 10 rad/s
b) θ = ωot + 1/2 αt2
θ = (0)(5) + 1/2 (2)(5)2
Soal No. 12
Sebuah mobil dengan massa 2 ton bergerak dengan kecepatan 20 m/s menempuh lintasan dengan
jarijari 100 m.
Jika kecepatan gerak mobil 20 m/s tentukan gaya Normal yang dialami badan mobil saat berada di
puncak lintasan!
Pembahasan
Gayagaya saat mobil di puncak lintasan :
Hukum Newton Gerak Melingkar :
Soal No. 13
Sebuah benda bergerak melingkar dengan jarijari lintasan 50 cm seperti gambar berikut.
Jika massa benda 200 gram dan percepatan gravitasi 10 m/s2, tentukan besar tegangan tali ketika
benda berada di titik titik tertinggi!
Pembahasan
Untuk benda yang bergerak melingkar berlaku
Uraikan gayagaya yang bekerja pada benda saat berada di titik tertinggi (aturan : gaya yang ke arah
pusat adalah positif, gaya yang berarah menjauhi pusat adalah negatif)
Sehingga didapat persamaan :
Soal No. 14
Dari soal no. 13 tentukan tegangan tali saat benda berada pada titik terendah!
Pembahasan
Saat benda berada pada titik terendah, tegangan Tali berarah menuju pusat(+) sedang berat benda
menjauhi pusat(−) sehingga persamaan menjadi:
Soal No. 15
Berdasarkan gambar berikut, tentukan kecepatan sudut roda kedua!
Pembahasan