SMA NEGERI 14 JAKARTA Jalan SMA Barat, Cililitan, Kramatjati, Jakarta Timur Tlp. 021 8090296
BIDANG STUDI : FISIKA
DINAMIKA ROTASI 1. Sebuah roda dapat mengelinding pada sebuah bidang datar yang kasar. fungsi F = 80 + 5t, dengan t dalam sekon dan F dalam Newton. Pada saat t = 2s, maka : F
Massa roda 0,5 kg dan jari-jarinya 20 cm. Roda ditarik dengan gaya F = 2 N sehingga bergerak dengan percepatan konstan. Tentukan besar momen gaya yang bekerja pada roda !. a. nol b. 0,2 Nm c. 0,4 Nm d. 0,5 Nm e. 0,8 Nm 2. Sebuah benda bermassa 2,5 kg, digerakan mendatar di atas meja licin dari keadaan diam oleh sebuah gaya mendatar F yang berubah terhadap waktu menurut
1. kecepatan benda 68 m/s 2. percepatan benda 36 m/s2 3. momentum benda 170 kg m/s 4. energi kinetik benda 5780 J Pernyataan yang benar adalah .... a. 1, 2 dan 3 benar b. 1 dan 3 benar c. 2 dan 4 benar d. 4 saja yang benar e. 1, 2, 3 dan 4 benar 3. Sebuah gaya F = -4i + 2j – 3k berada pada posisi r = 3i + 2j – 5k dari sumbu koordinat. Vektor momen gayanya adalah .... a. 4i + 29j +14k b. 16i + 11j -2k c. 4i + 29j +18k
d. -4i – 29j -14k e. -16i – 11j + 2k 2m 4. Sebuah titik materi bergerak melingkar dengan kecepatan sudut awal 20 rat/s. Setelah bergerak menempuh sudut 5. 100 rad, kecepatannya menjadi 60 rad/s. Jika momen inersia titik materi tersebut 4 kgm2, momen gaya yang bekerja pada titik tersebut terhadap pusat lingkaran adalah .... a. 8 Nm b. 16 Nm c. 32 Nm d. 64 Nm e. 128 Nm 6. Sebuah bola pejal yang diameternya 20 cm berotasi dengan poros yang melalui pusat bola. Bola memiliki persamaan kecepatan sudut ω = (10 + 25 t ) rad/s, dengan t dalam sekon. Jika massa bola 4 kg, tentukan besar momen gaya yang bekerja pada bola !. a. 0,32 Nm b. 0,4 Nm c. 0,65 Nm d. 0,8 Nm e. 1,6 Nm 7. Perhatikan gambar berikut !. Y
3m X
a a
m 2a
Jika sumbu putar terhadap sumbu y, maka momen inersia sistem adalah .... a. 5 ma b. 7 ma c. 5 ma2 d. 6 ma2 e. 7 ma2 8. Sebuah batu gerinda memiliki massa 4 kg dan jari-jari 10 cm. Ketika sebuah momen gaya tetap dikerjakan, batu gerinda mencapai kecepatan sudut 1200 rpm dalam 20 s. Jika pada saat awal batu gerinda berada dalam keadaan diam dan bentuknya berupa benda pejal, maka resultan momen gaya yang bekerja adalah .... Nm. a. 4πx10 −4 b. 8πx10 −4 c. 2πx10 −2 d. 4πx10 −2 e. 8πx10 −2 9. Dua buah benda masingmasing bermassa m1 = 4 kg dan m2 = 2 kg, dihubungkan dengan katrol bermassa 4 kg seperti gambar.
kecepatan linier dan kecepatan sudut masingmasing v dan ω . Energi total bola pejal tersebut adalah ... a. m1
b.
m2
c.
10. Jika percepatan gravitasi 10 m/s2, maka percepatan yang dialami m1 dan m2 adalah ... m/s2 a. 10 b. 5 c. 3,33 d. 2,5 e. 2
d. e.
13. Massa sebuah balok A = 7 kg, beban B = 2 kg dan katrol berongga = 1 kg, dipasang
11. Dua benda masingmasing m1 = 4 kg dan m2 = 4 kg dihubungkan dengan katrol yang bermassa 4 kg
m1
A
seperti gambar. A
m2
C Jika permukaan bidang miring AB licin, maka percepatan di m1 dan m2 adalah .... m/s2. a. 1 b. 1,5 c. 2 d. 2,2 e. 2,5
12. Sebuah bola menggelinding
14.
B
B
30o
2 mv 2 5 1 mv 2 2 7 mv 2 10 10 mv 2 9 5 mv 2 2
pejal dengan
Tentukan tegangan tali TB !. a. b. c. d. e.
20 N 16 N 14 N 8N 7N
15. Jika kecepatan anguler dari benda yang berotasi diperbesar menjadi dua kali semula, maka energi total dari
benda yang berotasi itu menjadi .... a. 0,25 kali energi total mula-mula b. 0,5 kali energi total mula-mula c. Sama dengan energi total mula-mula d. 2 kali energi total mulamula e. 4 kali energi total mulamula 16. Sebuah bola pejal menggelinding pada bidang miring dengan θ. sudut kemiringan Berapakah percepatan linier bola tersebut jika diketahui percepatan gravitasi g ?. a. g sin θ b. c. d. e.
5 g sin θ 7 3 g sin θ 2 1 g sin θ 2 1 g sin θ 3
17. Sebuah cincin dengan massa 0,3 kg dan jari-jari 0,5 m menggelinding di atas permukaan bidang miring yang membentuk sudut 30o terhadap bidang horizontal. Cincin tersebut dilepas dari keadaan diamnya pada ketinggian 5 mtegak lurus dari bidang horizontal. Berapa kecepatan linier cicin sewaktu mencapai horizontal ?. a. 2,5 m/s
b. c. d. e.
5 m/s 5 2 m/s 5 3 m/s 10 m/s
18. Sebuah batang yang panjangnya l dan massanya M dapat berputar bebas pada salah satu ujungnya. Bila batang dilepas dari keadaan diamnya pada posisi mendatar, berapakah percepatan sudut batang ?. 3g 2l 3g b. πl 3g c. l
a.
l
d. 3 g e.
g l
19. Sebuah batang yang panjangnya L dan massanya m dapat berotasi dengan bebas pada suatu bidang vertikal terhadap ujung A seperti gambar : A
θ L
Batang mula-mula dipegang pada posisi horizontal dan kemudian dilemas. Pada saat batang θ membentuk sudut dengan vertical besar kecepatan sudutnya adakah …. a. 3gl cos θ b. c.
3g cos θ l 3gl sin θ
d.
3g sin θ l
e.
3l cos θ g
20. Sebuah silinder pejal yang massanya m dan jarijarinya R dilemas tanpa kecepatan awal dari puncak bidang miring yang kasar dengan sudut kemiringan θ terhadap bidang horizontal. Jika percepatan gravitasi bumi adalah g, silinder tersebut a. meluncur dengan percepatan g sin θ b. menggelinding dengan percepatan g sin θ c. meluncur dengan percepatan
Jika massa partikel 2 gram dan momentum sudutnya 8x10-6 kg m2/s, jari-jari lintasannya adalah ... cm. a. 2 b. 4 c. 6 d. 8 e. 10 22. Sebuah bola pejal yang mempunyai massa 0,5 kg dan jari-jari 10 cm diputar pada sumbu yang melalui pusat bola dengan kecepatan sudut 600 rpm. Tentukan momentum sudut bola tersebut !. ... π kg m2/s a. 0,04 b. 0,08 c. 0,16 d. 0,32 e. 0,64
23. Dua buah bola bersinggungan seperti gambar.
2 g sin θ 3
d. menggelinding dengan percepatan
1 g sin θ 2
e. menggelinding dengan percepatan
2 g sin θ 3
21. Sebuah partikel bergerak melingkar dengan kecepatan sudut 10 rad/s.
A B Jika jari-jari RA dua kali jari-jari RB dan momentum sudut A sama dengan momentum sudut B, maka perbandingan momen inersia B dan momen inersia A adalah ....
a. b. c. d. e.
0,25 0,5 1 2 4
24. Sebuah piringan hitam bermassa m dan berjarijari R yang sedang berputar dengan ω. kecepatan sudut Menja putar berputar bebas tanpa momen gaya luar. Jika piringan hitam dan meja putar dapat dianggap sebagai silinder homogen, maka kecepatan sudut akhir adalah .... a. ω b. m ω c. M ω m ω M M ω e. m +M
d.
25. Seorang penari balet dengan tangan terentang berputar pada kecepatan sudut ω di atas lantai mendatar yang licin. Jika penari tersebut melipat tangannya, momen ienrsia akan berkurang sebesar 10% dari semula. Maka perpandingan energi kinetik rotasi penari saat tangan dilipat dengan saat tangan direntangkan adalah .... a. 4/5
b. c. d. e.
9/10 11/12 10/9 5/4
26. Sebuah roda berputar terhadap suatu sumbu dengan kecepatan sudut 810 rpm. Roda kedua yang mula-mula diam dengan momen inersia 2 kali roda pertama, tibatiba digabungkan pada sumbu yang sama dengan roda pertama. Maka besar energi kinetik yang hilang adalah …. a. ¼ dari energi kinetik awal b. 1/3 dari energi kinetik awal c. ½ dari energi kinetik awal d. 2/3 dari energi kinetik awal e. ¾ dari energi kinetik awal
