www.IndoINT.com
Soal dan Pembahasan Rotasi Benda Tegar
Soal No.1
Momen inersia(momen kelembaman) suatu benda yang berputar bergantung pada :
1) Momen gaya yang bekerja pada benda
2) Letak sumbu putar
3) Percepatan suatu benda
4) Massa benda
Pernyataan yang benar adalah ...
A. 1, 2, dan 3
B. 1 dan 3
C. 2 dan 4
D. 4 saja
E. 1,2,3, dan 4
Pembahasan :
Rumus momen inersia
I = kmr2
I = momen inersia
k = jenis benda/konstanta
r = letak sumbu putar
Jawaban : C. 2 dan 4
Soal No.2
Sebuah partikel mempunyai massa 0,25 kg. Partikel tesebut melakukan gerak orbital dan memiliki momen inersia sebesar 10 x 10-2 kg m2. Jari-jari lintasan partikel adalah ... cm
A. 0,2
B. 0,4
C. 0,6
D. 0,8
E. 1
Pembahasan :
Jawaban : A. 0,2
Soal No.3
Pada sebuah roda dengan momen inersia sebesar 12 kg.m2 dikerjakan sebuah torsi konstan sebesar 50 Nm. Tentukan percepatan sudutnya!
A. 4,1 rad/s²
B. 5,1 rad/s²
C. 6,1 rad/s²
D. 7,1 rad/s²
E. 8,1 rad/s²
Pembahasan :
Jawaban : A. 4,1 rad/s²
Soal No.4
Sebuah silinder pejal massa 2 kg (I = 1/2.mr2) berada pada lantai kasar diberi gaya 30 N pada pusat massanya sehingga silinder bergerak. Percepatan linier silinder adalah ...
A. 9 m/s2
B. 10 m/s2
C. 12 m/s2
D. 15 m/s2
E. 30 m/s2\
Pembahasan :
Jawaban : E. 30 m/s2
Soal No.5
Soal No.5
Suatu bagian silinder berongga yang bermassa 8 kg memiliki diameter luar 8 cm dan diameter dalam 6 cm. Momen inersia terhadap sumbu horizontal lewat melalui pusat adalah ... kg cm2
A. 100
B. 125
C. 135
D. 140
E. 150
Pembahasan :
Jawaban : A. 100
Soal No.6
Sebuah batang yang panjangnya L dan massanya M diputar dengan sumbu putar terletak pada jarak 1/4 L dari salah satu ujungnya, momen inersia batang adalah ...
A. 3/48 mL2
B. 5/48 mL2
C. 7/48 mL2
D. 8/48 mL2
E. 9/48 mL2
Pembahasan :
Jawaban : C. 7/48 mL2
Soal No.7
Batang AB homogen panjangnya 6 m dengan massa 4 kg diputar melalui sumbu putar yang terletak 2 m dari ujung A tegak lurus terhadap AB. Momen inersia batang AB adalah ...
Pembahasan :
Jawaban : D. 16kg m2
Soal No.8
Empat buah partikel dihubungkan dengan batang seperti pada gambar di bawah. Maka besar momen inersia sistem yang berporos di titik P adalah ...
A. 1,46 kg m2
B. 1,66 kg m2C. 2,90 kg m2
D. 170 kg m2
E. 190 kg m2
Pembahasan :
I = m1.r12 + m2r22 + m3r32
I = 0,5.(1)2 + 1. (0,4)2 + 0,8.(1)2
I = 0,5 + 0,16 + 0,8
I = 1,46 kg m2
Jawaban : A. 1,46 kg m2
Soal No.9
Suatu sistem terdiri atas 3 partikel bermassa m1 , m2, m3 adawawdawdaw masing-masing 100 gr, 100 gr dan 300 gr tersusun seperti pada gambar. Jarak m1 dan m2 = 40 cm , m2 dan m3 = 30 cm. Momen inersia sistem jika diputar terhadap sumbu y sebesar ...Soal No.9
B. 2,7 x 10-2 kgm2
C. 4,3 x 10-2 kgm2
D. 6,4 x 10-2 kgm2
E. 9,1 x 10-2 kgm2
Pembahasan :
I = m1.r12 + m2r22 + m3r32
I = 0,1.(0)2 + 0,1 (0,4)2 + 0,3.(0,4)2
I = 0 + 0,016 + 0,048
I = 6,4 x 10-2 kg m2
Jawaban : D. 6,4 x 10-2 kg m2
Soal No.10
Soal No.10
Batang AB homogen 6 m dengan massa 4 kg diletakkan seperti pada gambar berikut.
Batang diputar dengan sumbu putar melalui titik O. Momen inersia batang adalah ... kg m2
A. 16
B. 12
C. 10
D. 7
E. 4
Pembahasan :
Jawaban : A. 16 kg m2
Soal No.11
Silinder pejal terbuat dari besi menggelinding diatas lantai datar dengan laju 10 m/s. Massa silinder 4 kg dan berdiameter 80 cm. Energi kinetik total silinder tersebut adalah ...
A. 100 J
B. 200 J
C. 300 J
D. 400 J
E. 500 J
Pembahasan :
Jawaban : C. 300 J
Soal No.12
Batang PQ panjangnya 1,5 m dan homogen dapat berputar dengan poros di P. Kalau batang semula vertikal, kemudian jatuh dengan poros tetap di P. Tentukan kecepatan sudutnya saat mengenai lantai!
Pembahasan :
Jawaban : A
Soal No.13
Gaya F1, F2, F3 bekerja pada batang ABCD. Jika massa batang diabaikan, maka nilai momen gaya terhadap titik A adalah ...
A. 15 N.m
B. 18 N.m
C. 35 N.m
D. 53 N.m
E. 68 N.m
Pembahasan :
Jawaban : D. 53 N.m
Soal No.14
Perhatikan gambar diatas ! Pada batang AC yang massanya diabaikan berkerja 3 gaya yang besar dan arahnya seperti pada gambar. Tentukan momen gaya total terhadap :
a. Titik A
b. Titik B
Pembahasan :
Soal No.15
Sebuah katrol dari sebuah pejal dengan tali yang dililitkan pada sisi luarnya. Gesekan katrol diabaikan. Jika momen inersia katrol I = β dan tali ditarik dengan gaya tetap F maka nilai F setara dengan ...
A. F = α.β.R
B. F = α.β2.R
C. F = α.(β.R)-1
D. F = α.β.R-1
E. F = (α.β)-1.R
Pembahasan :
Jawaban : D
Soal No.16
Suatu momen gaya 1 Nm dikerjakan pada sebuah roda yang mula-mula diam dan jari-jari 50 cm serta memiliki momen inersia 0,5 kg m2 . Besarnya momentum sudut roda setelah 2 sekon adalah ...kg m2
A. 0,5
B. 1
C. 2
D. 4
E. 5
Pembahasan :
Jawaban : B. 1kg m2
Soal No.17
Seorang penari balet memiliki momen inersia 4 kg m2 dan mulai berputar pada kelajuan 1,8 putaran/s . Ketika kedua lengannya terentang. Kemudian, kedua lengannya merapat ketubuhnya ternyata momen inersiannya 1,2 kg m2 maka kelajuan sudut saat itua adalah ...
A. 0,54 putaran/s
B. 2,16 putaran/s
C. 6 putaran/s
D. 7,2 putaran/s
E. 9,36 putaran/s
Pembahasan :
Hukum kekekalan momentum sudut
Jawaban : C. 6 putaran/s