17 sistem bola dan silinder solusi

Pembina Olimpiade Fisika
davitsipayung.blogspot.com

Minggu 17 (16/06/2015)
Sistem bola dan silinder
Seperti ditunjukkan dalam gambar di bawah, sebuah bola pejal dan silinder tipis berongga memiliki
massa yang sama (m) dan radius yang sama (r). Bola dan silinder dihubungkan melalui pusat
massanya oleh batang ringan agar bola dan silinder dapat meluncur tanpa slip menuruni bidang miring
(sudut kemiringan = θ). Hitung gaya dorong batang pada silinder!
Bola
Silinder

θ

Penyelesaian :
Diagram gaya pada bola dan silinder :
N1
N2
f1

F

θ
mg

f2

F

θ
mg

Tinjau bola:
mg sin   F  f1  ma

2
a
2
f1r   mr 2 
   f1  ma
5
5

 r 

Tinjau silinder:
mg sin   F  f2  ma

a
f2 r   mr 2     f2  ma
r 

20
F  mg   g sin  
 17


Gaya dorong batang pada silinder adalah