SOAL DAN PEMBAHASAN MOMEN GAYA (TORSI) DAN MOMEN INERSIA

SOAL DAN PEMBAHASAN TORSI ( MOMEN GAYA)  DAN MOMEN INERSIA BENDA TITIK DAN MOMEN INERSIA BENDA TEGAR
FISIKA KELAS XI SEMESTER 2 : BAB DIMANIKA ROTASI DAN KESETIMBANGAN BENDA TEGAR PART 1/3

1. Bangun persegi ABCD berikut dengan sisi sisi 20 √2 cm bekerja gaya F seperti pada gambar.  Besarnya torsi F dengan poros di titik A adalah ...

a. 2 cmN

b. 2 √2 cmN

c. 4 cmN

d. 20 √2 cm N

e. 200 cmN

JAWAB: E

pembahasan / penyelesaian:
Sudut sudut bujur sangkar = 90⁰ . sehingga sudut antara F dan sisi persigi adalah  Ө  = 45⁰

dengan rumus momen gaya /  torsi berikut:

τ = F . R . sin Ө = 10 . 20 √2 . sin 45⁰ 

τ = 200√2 . ½ √2 = 200 cm.N

2.      Apabila dimensi massa, panjang, dan waktu berturut-turut adalah M, L, dan T, maka dimensi dari momen gaya adalah ... .

a. ML^-2 T^-2               d. MT² T^-2

b. ML^-1 T^-2               e. ML² T²

c. MLT^-2

jawab:
pembahasan / penyelesaian:

τ = F . R
τ = [ M L T⁻²][L] = M L² T⁻²

3. sistem benda tegar dirangkai seperti gambar di bawah. agar sembang, maka besarnya F di titik C adalah … .

a. 50 N
b. 80 N
c. 100 N
d. 120 N
e. 180 N
 jawab: C
pembahasan / penyelesaiN:

F₁. R₁ = F₂ . R₂
200 . 4 = F₂ . 8
F₂ = 800 / 8 = 100 N


4. Resultan gaya yang sejajar seperti terlihat pada gambar, terletak pada ...

a. x = -3
b. x = 0
c. x = 1
d. x = 4
e. x = 8,7
jawab

5. Gambar berikut adalah sebuah batang yang ditarik dengan gaya. Momen gaya terhadap titik O adalah . . . .

a. 75 N

b. 50 N

c. 100 √3 N

d. 100 N

e. 250 √3 N

jawab:

pembahasan / penyelesaian:

τ = F . R . sin Ө = 50 . 10 . sin 60⁰ 

τ = 500 . ½ √3 = 250 √3 m.N

6.    Tiga buah partikel dengan massa m, 2m, 3m dipasang pada ujung kerangka yang terletak pada bidang xy. Jika sistem diputar terhadap massanya diabaikan. Sistem sumbu y, maka momen inersia sistem adalah ....

a. 5 ma     c. 5 ma²          e. 7 ma²

b. 7 ma     d. 6 ma²

jawab:

pembahasan / penyelesaian:

I = Σ (M . R²) = 3ma² + m. (2a)² 

I = 3ma² +4ma² = 7ma² 

7. sebuah batang silinder homogen dengan panjang 60 cm dan bermassa 4 kg diputar dengan poros di pusat massa. berapakah memen inersia batang tersebut

a. 1200 kg.cm2

b.2400 kg.cm2

c. 3600 kg.cm2

d. 4000 kg.cm2

e. 5000 kg.cm2

jawab: A

penyelesaian / pembahasan:

rumus momen inersia dengan poros di pusat massa (tengah)

I = [1/12] . M . L2

I = [1/12] . 4 (kg). (60 cm)2

I = [1/12] .  4 . 3600

I = 1200 kg.cm2

8. sebuah batang silinder homogen dengan panjang 60 cm dan bermassa 4 kg diputar dengan poros di salah satu ujung batang. berapakah memen inersia batang tersebut

a. 1200 kg.cm2

b.2400 kg.cm2

c. 3600 kg.cm2

d. 4800 kg.cm2

e. 5600 kg.cm2

jawab: E

penyelesaian / pembahasan:

rumus momen inersia batang homogen dengan poros di salah satu ujung

I = [1/3] . M . L2

I = [1/3] . 4 . 602

I = 4800 kg.cm2

9. sebuah batang silinder homogen dengan panjang 60 cm dan bermassa 4 kg diputar dengan sumbu rotasi / poros  pada jarak 18 cm dari satu ujung batang. berapakah memen inersia batang tersebut

a. 1200 kg.cm2

b.2400 kg.cm2

c. 1776 kg.cm2

d. 4800 kg.cm2

e. 5600 kg.cm2

jawab: E

penyelesaian / pembahasan:

diketahui:

d = 30 - 18 = 12 m

rumus momen inersia batang homogen dengan poros pada jarak  dari pusat massa (d)

I = [1/12] . M . L2 + M . d2

I = 1200 + 4 . 122

I = 1200 + 576  = 1776 kg.cm2

Soal dan pembahasan dinamika rotasi dan kesetimbangan benda tegar selanjutnya / selengkapnya >>>
> PART 1/3 (momen gaya dan momen inersia)
> PART 2/3 (kesetimbangan partikel, benda tegar, teorema sumbu peralel dan titik berat)
> PART 3/3 (DINAMIKA ROTASI - hubungan torsi dan momen inersia, energi kinetik rotasi, momentum rotasi, kecepatan sudut, percepatan sudut)

penulis: fisika sekolah madrasah blog
diedit / update: juni 2019