Soal dan Pembahasan Gerak Melingkar Beraturan
Jawablah Soal-soal berikut dengan baik dan benar!
1. Sebuah benda bergerak melingkar beraturan dengan jari-jari 3 m. Dalam waktu 5 sekon, benda tersebut mampu menempuh 20 putaran. Tentukan:
a. periode,
c. kecepatan sudut,
b. frekuensi,
d. kelajuan linier!
Penyelesaian:
Jari-jari R = 3 m, waktu t = 5 s, n = 20 putaran
a. Periode
b. Frekuensi
c. Kecepatan Sudut
d. Kecepatan Linier
v = ω . R = (8π) (3) = 24 π m/s
2. Sebuah bola bermassa 60 gram diikat dengan seutas tali yang panjangnya 1 meter, kemudian diputar horizontal. Dalam waktu 20 sekon terjadi 50 putaran. Berapakah: (a) kelajuan linier, (b) percepatan sentripetal, (c) tegangan tali?
Penyelesaian:
Massa bola m = 60 gram = 0,06 kg, jari-jari R = 1 m, sehingga:
a. Kelajuan Linier
b. Percepatan sentripetal
c. Tegangan tali = gaya sentripetal
3. Dua buah roda sebuah sepeda motor mempunyai jari-jari 20 cm. Sepeda motor tersebut bergerak dengan kelajuan 90 km/jam.
a. Berapakah kecepatan sudut roda sepeda motor tersebut?
b. Berapakah kelajuannya, jika roda diganti roda lain yang berdiameter 80 cm?
Penyelesaian:
Dalam kasus ini ditinjau dari satu roda saja.
a. Jari-jari roda
R1 = 20 cm = 0,2 m
Kelajuan linier
v1= 90 km/jam = 25 m/s
Kecepatan sudut, ω1 = 
b. Jari-jari roda diganti, R2= d/2 = 80cm/2 = 40 cm, dengan kecepatan sudut yang sama, ω1 = ω2= 125 rad/s, kelajuan linier, v2= ω2. R 2= (125 rad/s)(0,4 m) = 50 m/s
2. Dua buah roda dihubungkan dengan rantai. Roda yang lebih kecil dengan jari-jari 8 cm diputar pada 100 rad/s. Berapakah kelajuan linier kedua roda tersebut? Jika jari-jari roda yang lebih besar 15 cm, berapa rpm roda tersebut akan berputar?
Penyelesaian:
R1 = 8 cm = 0,08 m
R2 = 15 cm = 0,15 m
ω1= 100 rad/s
Dua roda yang dihubungkan memiliki kelajuan linier sama besar. Jadi, laju kedua roda tersebut adalah v1= v2.
Kelajuan linier roda I
v 1= ω 1 . R 1 = (100 rad/s)(0,08 m) = 8 m/s
Kelajuan linier roda II
v 2 = v1 = 8 m/s
v 2= ω 2 . R 2
Maka kecepatan angulernya,
dimana ω = 2 π f
Banyaknya putaran yang dialami roda II merupakan frekuensi, jadi:
Demikianlah Contoh Soal tentang Gerak Melingkar Beraturan ini saya sampaikan, semoga bermanfaat.
0 Response to "Soal dan Pembahasan Gerak Melingkar Beraturan"
Post a Comment