Rotasi dan Kesetimbangan Benda Tegar

ROTASI DAN KESETIMBANGAN BENDA TEGAR

1. Sebuah gaya F = 4i + 2j Newton berada di posisi r = 3i meter dari sumbu koordinat. Besar vektor momen gayanya adalah...N.m

A. 2 B. 3 C. 6 D. 7 E. 18

2. Silinder dipengaruhi oleh tiga buah gaya F1 = 10 N, F1 = 20 N dan F1 = 20 N seperti nampak pada gambar. Jika R1

= 20 cm dan R₂ = 10 cm, maka besar momen gaya yang

bekerja pada silinder tersebut adalah…

A. 0 N.m B. 1 N.m C. 2 N.m D. 5 N.m E. 6 N.m

3. Pada sebuah batang tak bermassa bekerja tiga buah gaya F1, F2, F3. R adalah resultan ketiga gaya tersebut.

Jika F₁ = 40 N, F₂ = 80 N dan R = 120 N ( lihat gambar), agar batang dalam keadaan setimbang maka besar dan letak F₃ adalah…

A. 40 N dan 0,5 m

B. 60 N dan 0,5 m C. 80 N dan 0,5 m D. 160 N dan 4/3 m E. 160 N dan 3/2 m

4. Sebuah benda begerak melingkar berubah beraturan dengan kelajuan anguler mula-mula 14 rad/s. Setelah 4 detik kelajuan angulernya 6 rad/s. Jika jari-jari 10 meter, maka perlambatan linier yang dialami benda tersebut adalah ….. m/s²

A. 280 B. 120 C. 60 D. 40 E. 20

5. Sebuah benda bergerak melingkar dengan kecepatan sudut awal 200 rad/s. setelah berputar sebesar 20 rad kecepatan sudutnya menjadi 40 rad/s.

apabila momen inersia benda 5 kg m², maka besar momen gayanya adalah … A. 15 N/m

B. 20 N/m C. 25 N/m D. 30 N/m E. 35 N/m

6. Sebuah batang homogen AC panjangnya 5 m beratnya 20 N

digantung dengan dua utas tali vertikal.

Batang diikat pada titik A dan B. Jika jarak AB = 4 m , maka perbandingan tegangan tali di B dan di A adalah ...

A. 3:1 B. 1:3 C. 2:1 D. 1:2 E. 4:1

7. Sistem kesetimbangan seperti nampak pada gambar. Besar tegangan tali mendatar T₁

adalah....

A. 20 N B. 20√2 N C. 20√3 N D. 40 N E. 40√2 N

T1 T2

A

B C

A 20 N 45 ^o T1

R1 R2

F1 F2

F3

8. Jika massa A = 3 kg, massa B = 1 kg, dan massa C = 2 kg. Besarnya momen inersia system, dengan sumbu putar melalui A dan tegak lurus bidang ABC adalah .... kg.m²

A. 7 B. 14 C. 31 D. 33 E. 66

9. Pada gambar di bawah massa A = 8 kg, massa B = 6 kg dan massa katrol 4 kg. Katrol terbuat dari silinder pejal dan katrol ikut berputar

dengan tali. Jika g = 10 m/s², maka jarak yang ditempuh benda A selama 2 detik pertama adalah … .

A. 1,00 m B. 1,25 m C. 1,50 m D. 2,50 m E. 5,00 m

10. Di manakah letak titik berat dari bangun seperti pada gambar di bawah ....

A. x = 6 cm; y = 4 cm

B. x =4 cm; y = 6 cm C. x = 4,3 cm; y = 4 cm D. x = 4 cm; y = 4,3 cm E. x = 3 cm; y = 3 cm

11. Karton homogen dengan panjang 12 cm dan lebar 6 cm. Pada karton tersebut kemudian dibuat lubang segitiga sama kaki dengan tinggi 6 cm seperti nampak pada gambar, Besar perbedaan letak titik berat sebelum dan sesudah karton adalah … cm

(Petunjuk: ttik berat segitiga y0= h/3 )

A. 1/3 cm B. 2/3 cm C. 1 cm D. 16/3 cm E. 8 cm

12. Sebuah bola pejal ( I = 2/5 mR² ) menggelinding dengan kecepatan awal 5 m/s menaiki bidang miring kasar yang membentuk sudut 30^o dengan arah mendatar. Panjang lintasan yang dicapai bola hingga berhenti adalah … A. 3/5 m

B. 5/3 m C. 3,5 m D. 5 m E. 30 m

13. Sebuah bola pejal homogen ( I = 2/5 mR² ) dengan jari - jari 20 cm dan massa 2 kg yang berada di puncak bidang miring yang licin meluncur menuruni bidang dari ketinggian 2,5 m seperti pada gambar. Kelajuan benda saat tiba di dasar bidang miring adalah

…..

A. 5 m/s B. √20 m/s C. √50 m/s D. √60 m/s E. 7 m/s

14. Cincin tipis ( I = mR² ) jari-jari 40 cm dan massa 2 kg menggelinding di lantai memiliki momentum anguler 2 kg m²/s. Laju anguler dan laju linier cincin tersebut adalah .. rad/s.

A. 0,94 B. 1,87 C. 3,75 D. 4,50 E. 6,25

15. Jika silinder pejal ( I = 1/2 mR² ) dan silinder berongga ( I = mR² ) dengan massa dan jari-jari yang sama

digelindingkan pada bidang miring yang sama, maka perbandingan percepatan silinder pejal dengan silinder berongga adalah ...

A. 1 : 2 B. 2 : 1 C. 1 : 3 D. 3 : 1

2 cm 2 cm

2 cm 4 cm

4 cm 3 cm

3 cm x y

A 4 m

B 3 m C

A B

2,5 m m

10⁰

6 cm 6 cm

6 cm

E. 15 : 17

16. Sebuah bola pejal ( I = 2/5 mR² ) menggelinding murni dengan

kecepatan linier v. Energi kinetik total bola pejal tersebut adalah...

A. ½ mv² B. 2/5 mv² C. 3/4 mv² D. 7/10 mv² E. 5/2 mv²

17. Batang AB bersandar pada dinding yang licin dan lantai kasar, koefisien gesek antara batang dengan lantai 0,6.

Jika sudut antara batang dengan lantai adalah α dan batang dalam keadaan setimbang maka tan α = ...

A. ¾ B. 4/3 C. 4/5 D. 5/6 E. 6/5

18. Sebuah cakram memiliki momen inersia I berputar diatas penyangga licin dengan kecepatan sudutnya 2,4

rad/s. Kemudian diatas cakram tersebut diletakan cakram kedua dengan

momen inersianya 0,6 I. Maka selama 8 sekon dari saat cakram ke dua diletakan tersebut melakukan putaran sebanyak … .

A. 1,5 kali B. 3 kali C. 6 kali D. 12 kali E. 24 kali

19. Sebuah benda yang massanya 10 kg digantungkan pada ujung tali seperti pada gambar berikut : Jika g = 10 ms^2, maka tegangan tali T1 dan T2 berturut-

turut adalah ..

A. 50 N dan 100 N B. 50 N dan 1002 N C. 50 N dan 1003 N D. 502 dan 100 N

E. 503 dan 50 N

20. Batang AC bermassa 40 kg dan penjangnya

6 meter. Jarak tumpuan A dan B adalah 4 m (di B papan dapat

berputar). Seorang anak (massa 25 kg) berjalan dari A ke C. Berapa jarak minimum dari titik C agar papan tetap setimbang (ujung batang A hamper terangkat ke atas ?:

A. Nol B. 0,1 m C. 0,2 m D. 0,3 m E. 0,4 m



C A B

60^o 30^o

/ / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / /

T2

T1