Pembina Olimpiade Fisika
davitsipayung.blogspot.comMinggu 10 ( 28/04/2015) Pengereman silinder pejal
Sebuah silinder pejal bermassa M dan radius R, menggelinding tanpa slip di atas bidang kasar, didorong pada porosnya dengan kecepatan horizontal v0 . Sebuah tali panjangnya 2r
diikatkan pada porosnya, silinder sedang menarik balok tipis bermassa m = 2M yang berada di atas bidang horizontal. Jika sistem dilepaskan, hitung waktu yang dibutukan untuk silinder untuk berhenti dan jarak yang ditempuh sampai berhenti! ( μ = 0,4 ; v0 = 2 m/s ; R = 0,5 m,
dan g = 10 m/s2)
Penyelesaian :
Gambar diagram benda bebas sistem :
Silinder mengalami perlambatan as dan perlambatan sudut α. Silinder menggelinding tanpa
slip sehingga mengalami gaya gesek statis F1 yang menyebabkan perlambatan sudut α. F1
searah gerak silinder. Balok tipis mengalami gaya gesek kinetik F2.
Hukum Newton Kedua pada silinder :
1
cos s
T F Ma (1)
Gerak rotasi silinder :
2
Gaya gesek kinetik pada balok :
2 2 sin
F N mgT (3)
Hukum Newton Kedua pada balok:
2 cos s
F T Ma (4)
Gabungan pers.(1) dan pers.(4) menghasilkan
Pembina Olimpiade Fisika
davitsipayung.blogspot.com
2 1 s
F F Mm a (5)
Gabungan pers.(1) dan pers.(2) menghasilkan
3
tan
2 s
T MRa (6)
Substitusi pers.(6) ke pers.(3) :
2
3
tan
2 s
F mg MRa (7)
Substitusikan pers.(2) dan pers.(7) ke pers.(5) :
Perlambatan silinder adalah
2
Waktu yang dibutuhkan silinder untuk berhenti :
Jarak yang ditempuh silinder sampai berhenti :
