Latihan Soal Momen Gaya dan Momen Inersia

Latihan Soal Momen Gaya dan Momen Inersia

Contoh mencakup penggunaan rumus momen gaya, momen inersia untuk massa titik dan momen inersia beberapa bentuk benda, silinder pejal, bola pejal dan batang tipis.


Soal No. 1
Empat buah gaya masing-masing :
F₁ = 100 N
F₂ = 50 N
F₃ = 25 N
F₄ = 10 N
bekerja pada benda yang memiliki poros putar di titik P seperti ditunjukkan gambar berikut!




Jika ABCD adalah persegi dengan sisi 4 meter, dan tan 53^o = ⁴/₃, tentukan besarnya momen gaya yang bekerja pada benda dan tentukan arah putaran gerak benda!


Pembahasan 
Diagram gaya-gaya yang bekerja pada benda (tampak depan) sebagai gambar berikut :



Misal :
(+) untuk putaran searah jarum jam
(−) untuk putaran berlawanan arah jarum jam
(Ket : Boleh dibalik) 

 

Sesuai perjanjian tanda di atas, benda berputar searah jarum jam

Soal No. 2
Empat buah gaya masing-masing :
F₁ = 10 N
F₂ = 10 N
F₃ = 10 N
F₄ = 10 N
dan panjang AB = BC = CD = DE = 1 meter



Dengan mengabaikan berat batang AE, tentukan momen gaya yang bekerja pada batang dan arah putarannya jika:
a) poros putar di titik A
b) poros putar di titik D

Pembahasan
a) poros putar di titik A



Putaran searah jarum jam.

b) poros putar di titik D



Putaran berlawanan arah dengan jarum jam

Soal No. 3
Susunan 3 buah massa titik seperti gambar berikut! 



Jika m₁ = 1 kg, m₂ = 2 kg dan m₃ = 3 kg, tentukan momen inersia sistem tersebut jika diputar menurut :
a) poros P
b) poros Q

Pembahasan
a) poros P



b) poros Q



Soal No. 4
Lima titik massa tersusun seperti gambar berikut! 



m₁ = 1 kg, m₂ = 2 kg , m₃ = 3 kg, m₄ = 4 kg, m₅ = 5 kg 
Tentukan momen inersianya jika:
a) poros putar sumbu X
b) poros putar sumbu Y

Pembahasan
a) poros putar sumbu X



b) poros putar sumbu Y



Soal No. 5
Tiga buah benda masing-masing :
Bola pejal massa 5 kg
Silinder pejal massa 2 kg
Batang tipis massa 0,12 kg
D = 2 m 



Tentukan momen inersia masing- masing benda dengan pusat benda sebagai porosnya!

Pembahasan
Bola Pejal 



Silinder Pejal



Batang Tipis

Read More

soal tentang Elastisitas & Gerak Harmonik Sederhana

 Soal BAB 3 (Elastisitas & Gerak Harmonik Sederhana) 

1. Sebuah pegas dengan k = 45 N/m digantungkan massa 225 gr, panjang pegas menjadi 35 cm. Jika g = 10 m/s² , tentukan panjang pegas tanpa beban!
   Penyelesaian :
   Pada pegas berlaku F = k.x ; F yang menarik pegas adalah berat dari massa 225 gr---> F = m.g  = 0,225 .10  = 2,25 N = k.x = 45. x
   x = 0,05 m = 5 cm. Jadi panjang pegas tanpa beban = 35 cm - 5 cm = 30 cm
2. Sebuah bandul mempunyai periode ayunan 4 s. Hitung periodenya jika :
   a). panjang tali ditambah panjang 60 % nya
   b). panjang tali dikurang 60 % nya.
   Penyelesaian :
   T = 2∏√(L/g)
   a). Jika tali diubah menjadi 160% dari L --> T = 2∏√(L/g) = 2∏√(16L/10g) = 2∏√(L/g).√(16/10) = 4 x 1,2649.. = 5,05 s
   b). Jika tali diubah menjadi 40% dari L --> T = 2∏√(L/g) = 2∏√(4L/10g) = 2∏√(L/g).√(4/10) = 4 x 0,632.. = 2,5298... s 

Read More

Soal hukum Newton tentang gerak dan grafitasi

BAB 2 ( Soal hukum Newton tentang gerak dan grafitasi)

1. soal baca di bawah ini!

Read More

Soal mengenai gerak vektor

BAB 1

Pilihan ganda soal dan jawaban gerak analisis vektor 20 butir. 5 uraian soal dan jawaban gerak analisis vektor
A. Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat!

1. Sebuah titik materi bergerak dari titik C(2, –5) ke titik D(–3, 7). Vektor posisi titik materi itu ketika berada di titik C dan titik D adalah….
   a. r_C = –2i + 5j dan r_D = –3i + 7j
   b. r_C = –2i + 5j dan r_D = 3i – 7j
   c. r_C = 2i + 5j dan r_D = 3i + 7j
   d. r_C = 2i – 5j dan r_D = 3i – 7j
   e. r_C = 2i – 5j dan r_D = –3i + 7j
2. Seekor semut yang sedang bergerak memiliki koordinat (3, 8)cm pada waktu t = 0 dan koordinat (–12, 28)cm pada waktu t = 5 sekon. Besar kecepatan rata-rata untuk selang waktu t = 0 sampai t = 5 sekon adalah ….
   
   a. 2,5 cm/s
   b. 3,0 cm/s
   c. 4,0 cm/s
   d. 4,5 cm/s
   e. 5,0 cm/s
3. Sebuah partikel sedang bergerak pada suatu bidang datar dengan sumbu koordinat x dan y. Posisi partikel itu berubah terhadap waktu mengikuti persamaan r = (5 + 9t)i + (2 + 12t)j dengan r dalam meter dan t dalam sekon. Besar kecepatan rata-rata partikel dalam selang waktu t = 0 hingga t = 2 sekon adalah ….
   
   a. 9 m/s
   b. 12 m/s
   c. 15 m/s
   d. 18 m/s
   e. 21 m/s
4. Sebuah benda dilempar vertikal ke atas dengan persamaan lintasan y = (30t – 5t²) m. Apabila t dalam sekon dan g = 10 m/s², ketinggian maksimum yang dapat dicapai benda adalah ….
   
   a. 15 m
   b. 30 m 
   c. 45 m
   d. 60 m
   e. 75 m
5. Sebuah benda bergerak pada bidang xy. Pada saat awal, benda itu berada pada koordinat (–3, 9) m. Komponen-komponen kecepatan benda memenuhi persamaan v_x = 9 + 6t dan v_y = 12 + 8t dengan v_xdan v_y dalam m/s, dan t dalam sekon. Perpindahan benda antara t = 0 sekon dan t = 2 sekon adalah .…
   
   a. 30 m
   b. 40 m
   c. 50 m
   d. 60 m
   e. 70 m
6. Suatu partikel sedang bergerak sepanjang sumbu-x. Kecepatan partikel sebagai fungsi waktu diberikan oleh persamaan v = 6 + 12t, dengan satuan v dalam m/s. Posisi partikel pada t = 0 adalah 6 m. Percepatan (m/s²) dan posisi benda (m) tersebut sebagai fungsi waktu adalah ….
   a.   a = 6 dan r = 6t + 12t²
   b.   a = 12 dan r = 6 + 6t + 12t²
   c.   a = 12 dan r = 6 + 6t + 6t2
   d.   a = 6 dan r = 6 + 6t + 12t²
   e.   a = 6 dan r = 6 + 12t + 6t²
7. Sebuah benda bergerak dengan persamaan kecepatan awal v₀ = (8i + 6j) m/s. Jika benda mengalami percepatan a = (8i + 6j) m/s² dan persamaan posisi awal benda r₀ = (i + 2j) m, perpindahan benda antara t = 0 sampai t = 6 sekon adalah ….
   
   a. 210 m
   b. 220 m
   c. 230 m
   d. 240 m
    e. 250 m
8. Made menembakkan peluru dengan kecepatan awal 120 m/s dan sudut elevasi 30^°. Jika g = 10 m/s², peluru mencapai titik tertinggi setelah ….
   
   a. 4 s
   b. 5 s 
   c. 6 s
   d. 7 s
   e. 8 s
9. Ajeng melemparkan sebuah bola dengan sudut elevasi 75^°. Agar jarak mendatar yang dicapai bola adalah sejauh 20 m, kecepatan awal pelemparan yang harus diberikan Ajeng
   
   a. 20 m/s
   b. 25 m/s
   c. 30 m/s
   d. 40 m/s
   e. 45 m/s
10. Sebuah benda dilemparkan ke atas dengan sudut elevasi α . Kecepatan di setiap titik pada lintasan benda tersebut dapat diuraikan menjadi komponen vertikal dan horizontal, yaitu ….
    a. komponen vertikal berturut-turut makin kecil
    b. komponen vertikal berturut-turut tetap
    c. komponen horizontal berturut-turut makin besar
    d. komponen horizontal berturut-turut tetap
    e. komponen horizontal berturut-turut makin kecil, kemudian semakin besar
    
    
    SELAMAT MENGERJAKAN!

Read More