35 gerak benda di permukaan kerucut solusi

Pembina Olimpiade Fisika
davitsipayung. com

Minggu 35 (20/10/2015)
Gerak benda di permukaan kerucut
Sebuah kerucut pejal bermassa m dengan sisi membentuk 300 terhadap sumbu vertikal. Salah
satu ujung tali panjangnya l diikatkan di titik puncak kerucut. Ujung tali lainnya diikatkan
pada benda titik bermassa m. Benda mengalami gerak melingkar beraturan dengan kelajuan
sudut ω sedemikian rupa sehingga benda tetap bersentuhan dengan kecucut sepanjang waktu.
Gesekan antara benda dan kerucut diabaikan.
a. Hitung tegangan tali T dan gaya normal N yang bekerja pada benda.
b. Hitung nilai ω maksimum agar benda tetap bersentuhan dengan permukaan kerucut.

l
m

300

ω
Solusi :
a.

Hukum II Newton pada arah vektikal dan radial:
T sin 300  N cos300  m 2l sin 300
T cos300  N sin300  mg  0

Besar T dan N :
T

m
2



l 2
2



 3g

N  m2 g 

3
2



l 2


l
300

N

T
300

mg

b.

Syarat ωmaks adalah N = 0.


2g
3l