Minggu, 08 Januari 2017

Kesetimbangan Benda Tegar


No.
Indikator
Pertanyaan
Kunci Jawaban
Aspek Kognitif
1
Memahami penerapan hukum kekekalan momen tum sudut bedasarkan konsep momentum sudut.
Beberapa penerapan Hukum kekekalan momentum sudut adalah sebagai berikut…
      1. Seorang peluncur es yang sedang bergerak dan tiba-tiba berpegangan pada tiang mengakibatkan ia berotasi pada tiang menjadi lambat.
      2. Penari balet dalm berputar dapat bergerak cepat bila kedua tangan didekapkan pada kedua bahu.
      3. Peloncat indah dapat bergerak dengan putaran cepat bila kedua tangan dan kaki ditekuk
Pernyataan yang benar adalah ….
A. 3 saja
B. 1 dan 2
C. 1 dan 3
D. 2 dan 3
E. 1,2 dan 3
Ketika tangan penari di lipat momen inersia akan menjadi kecil dikarnakan lengan terhadap poros putar  menjadi kecil, akan tetapi  kecepatan berputar akan  semakin cepat, karena  inersia benda dengan  kecepatan berbanding  terbalik, atau dapat ditulis L = I . ω. (D)
C2
2
Mengaplikasikan prinsip momentum sudut pada bola pejal yang bergerak melingkar.
Bola pejal (k = 2/5) yang mula-mula diam lalu bergerak dengan kecepatan sudut 5 rad/s. Jika diketahui bola pejal tersebut memiliki massa 2 kg dan jari 10 cm, tentukan momentum sudut bola pejal tersebut!
a. 1 x 10-2 kg m2 rad/s
b. 2 x 10-2 kg m2 rad/s
c. 3 x 10-2 kg m2 rad/s
d. 4 x 10-2 kg m2 rad/s
e. 5 x 10-2 kg m2 rad/s
Dik: k = 2/5
m = 2 kg
r = 10 cm = 0,1 m
ω0 = 0
ωt = 5 rad/s
Dit: L = ....?
Jawab:
L = I. ωt
= k.m.r2t
= (2/5)(2)(0,1)2(5)
= 4 x 10-2 kgm2rad/s (D)
C3
3
Menganalisis kecepatan pada silinder pejal, bola pejal, bola berongga dan silinder berongga pada massa dan jari-jari sama.
Silinder pejal, bola pejal, bola berongga dan silinder berongga masing-masing diletakkan diam dipuncak bidang miring. Semua benda tersebut memiliki massa dan jari-jari sama, kemudian dilepaskan bersama-sama sehingga menggelinding. Urutan benda yang memiliki kecepatan paling besar hingga yang paling kecil adalah …
A. silinder berongga, bola berongga, bola pejal, silinder pejal
B. silinder pejal, bola pejal, bola berongga, silinder berongga
C. bola pejal, silinder pejal, bola berongga, silinder berongga
D. bola pejal, bola berongga, silinder pejal, silinder berongga
E. bola berongga, bola pejal, silinder pejal, silinder berongga
L = I . ω atau
ω = L/I. Artinya, semakin kecil momen inersial suatu benda maka kecepatan berputar semakin besar dan sebaliknya. I = k.m.r2, dimana bola berongga k = 2/3, bola pejal k = 2/5, silender berongga k = 1, dan silender pejal k = 1/2 . (D)

C4
4
Menghubungkan antara percepatan sudut ω dengan percepatan gravitasi g dan jejari R.
Pada system katrol seperti gambar dibawah ini, katrol berbentuk lempeng pejal homogen bermassa 2M dan jejari R, sedangkan beban bermassa M diikat pada tali tanpa massa yang dililitkan pada katrol . Sistem dilepas sehingga bergerak dari keadaan diam. Percepatan sudut rotasi katrol dinyatakan dalam percepatan  gravitasi g adalah..
A.  8g/R
B.  4g/R
C.  2g/R
D.  g/R
E.  g/2R
Dik: mk = 2M
rk = R
mb = M
Dit: α = ...?
jawab:
τ = I. α
F, r = I. α
T. r = ½. mk . rk2
T = M. R. α ...pers. (1)
∑F = mb . a
w – T = mb . a
(mb .g) – (M.R.α) = M. (R. α)
(M.g) = 2 M. R. α
α = g / 2R (E)

C5