BAB III GERAK MELINGKAR BERATURAN Pilihan Ganda
Jawaban : Jawaban : B Diketahui : Jarak = 80 cm dan 125 cm Kelajuan = 5 m/s Ditanyakan : Kelajuan Upik =…? Jawaban : Karena meraka berada pada papan horizontal yang sama maka keduanya akan merasakan kecepatan sudut yang sama besar (ω) v = ω . r 5 = ω . 1,25 ω = 5/1,25 ω = 4 rad/s Maka besarnya kelajuan yang diarasakan oleh upik adalah : v = ω . r v = 4 . 0,8 v = 3,2 m/s
Pernyataan yang benar adalah . .
Jawaban : Jawaban: C Diketahui : Benda yang bergerak melingkar beraturan Ditanyakan : Pernyataan yang benar =…? Jawaban : Suatu gerak dikatakan bergerak melingkar secara beraturan apabila..
Diantara keempat pernyataan yang ada pada soal hanya pernyataan no (2) dan (4) saja yang sesuai dengan syarat geram melingkar beraturan
Jawaban : Jawaban: A Diketahui : Kipas berputar 20 putaran per menit. Kipas = 20 cm dari sumbu putarnya. Ditanyakan : Kecepatan tangensial ujung kipas = …? Jawaban : Kipas berputar dalam 20 putaran (θ = 20.2πr) dalam waktu 1 menit (t = 60 s) dengan jari-jari 20 cm (r = 0,2 m), maka :
Jawaban : Jawaban: D Diketahui : v = 180 km/jam v = \( \frac { 180 }{ 3,6 } \) v = 50 m/s r = 25 m Ditanyakan : as = ..? Jawaban : \( { a }_{ s }=\frac { { v }^{ 2 } }{ r } \\ { a }_{ s }=\frac { { 50 }^{ 2 } }{ 25 } \\ { a }_{ s }=\frac { { 2500 } }{ 25 } \\ { a }_{ s }=100\quad { m }/{ { s }^{ 2 } } \)
Jawaban : Jawaban : E Diketahui : ωcepat = 520 rpm ωlambat = 325 rpm r = 0,40 m Ditanyakan : \( \frac { { a }_{ s }\quad cepat }{ { a }_{ s }\quad lambat } \)=..? Jawaban : \( \frac { { a }_{ s }\quad cepat }{ { a }_{ s }\quad lambat } =\frac { { { { v }^{ 2 } }_{ cepat } }/{ r } }{ { { { v }^{ 2 } }_{ lambat } }/{ r } } \\ \frac { { a }_{ s }\quad cepat }{ { a }_{ s }\quad lambat } =\frac { { { \left( { \omega }_{ cepat }\cdot r \right) }^{ 2 } }/{ r } }{ { { { \left( { \omega }_{ lambat }\cdot r \right) }^{ 2 } } }/{ r } } \\ \frac { { a }_{ s }\quad cepat }{ { a }_{ s }\quad lambat } =\frac { { { { \omega }^{ 2 } }_{ cepat } }\cdot { r } }{ { { { \omega ^{ 2 } }_{ lambat } } }\cdot { r } } \\ \frac { { a }_{ s }\quad cepat }{ { a }_{ s }\quad lambat } =\frac { { { { 520 }^{ 2 } } } }{ { { { 325^{ 2 } } } } } \\ \frac { { a }_{ s }\quad cepat }{ { a }_{ s }\quad lambat } =2,56 \)
Jawaban : Jawaban : B Diketahui : \( { F }_{ s }=m\cdot { a }_{ s } \) as = percepatan sentripetal as dijadikan 9 kali semula Ditanyakan : Laju berputar =…? Jawaban : Gaya sentripetalnya di jadikan 9 kali dari semula (Fs2 = 9Fs1). Maka : Agar kuadratnya hilang, maka kedua ruas diakar dengan pangkat 2, maka : Jadi, laju berputarnya menjadi 3 kali dari semula
Jawaban : Jawaban : A Diketahui : Periode A = 2 Periode B Ditanyakan : Nilai perbandingan percepatan sentripetal A dan B? Jawaban : Terdapat benda identik A dan B mengitari lingkaran dengan jari-jari yang sama (ra = rb) Periode A dua kali periode B (Ta = 2Tb) Perbandingan sentripetalnya : Rumus kecepatan sudut : \( \omega =\frac { 2\pi }{ T } \) \( { a }_{ { s }_{ a } }\div { a }_{ { s }_{ b } }={ \left( \frac { 2\pi }{ { T }_{ a } } \right) }^{ 2 }{ r }_{ a }\div { \left( \frac { 2\pi }{ { T }_{ b } } \right) }^{ 2 }{ r }_{ b }\\ { a }_{ { s }_{ a } }\div { a }_{ { s }_{ b } }=\frac { { 4\pi }^{ 2 } }{ { { T }_{ a } }^{ 2 } } { r }_{ a }\div \frac { { 4\pi }^{ 2 } }{ { { T }_{ b } }^{ 2 } } { r }_{ b } \) Hubungan a dan b :
Jawaban : Jawaban : D Diketahui : Percepatan sentripetal pesawat 6g (as = 60 m/s2) Kecepatan pesawat 150 m/s (v = 150 m/s) Ditanyakan : Jari-jari putaran maksimum =..? Jawaban : \( { a }_{ { s } }=\frac { { v }^{ 2 } }{ r } \\ 60=\frac { { 150 }^{ 2 } }{ r } \\ r=\frac { 22500 }{ 60 } \\ r=375\quad m \)
Jawaban : Jawaban : Tidak ada Diketahui : Roda I terhubung oleh roda II dengan sabuk, v1 = v2 r1 = 5 cm ω1 = 17 rpm r2 = 20 cm Ditanyakan : ω2 = ..? Jawaban : v1 = v2 ω1 . r1 = ω2 . r2 17 . 0,05 = ω2 . 0,2 ω2 = 4,25
Jawaban : Jawaban : C Diketahui : ω = 10 rad/s t = 3π s Ditanyakan : Putaran =…? Jawaban : sudut (θ) : θ = ω . t θ = 10 . 3π θ = 30π rad Karena 1 putaran = 2π rad maka banyak putaran: Banyak putaran = \( \frac { \theta }{ 2\pi } \) Banyak putaran = \( \frac { 30\pi }{ 2\pi } \) Banyak putaran = 15 EsaiBesaran dalam gerak Melingkar
Diketahui : db = 3480 km db = 3,48 x 106 m dB = 12800 km dB = 1,28 x 107 m Ditanyakan : Jawaban : \( { \theta }_{ b }=\frac { { d }_{ b } }{ \pi } \cdot { 180 }^{ \circ }\\ { \theta }_{ b }=\frac { 3,48\cdot { 10 }^{ 6 } }{ 3,14 } \cdot { 180 }^{ \circ }\\ { \theta }_{ b }={ 45,85 }^{ \circ } \) \( { \theta }_{ B }=\frac { { d }_{ B } }{ \pi } \cdot { 180 }^{ \circ }\\ { \theta }_{ B }=\frac { 1,28\cdot { 10 }^{ 7 } }{ 3,14 } \cdot { 180 }^{ \circ }\\ { \theta }_{ B }={ 97,76 }^{ \circ } \)
Diketahui d = 76 cm d = 0,76 m S = 596,6 m Ditanyakan : n=..? Jawaban : K = πd K = 3,14 . 0,76 K = 2,39 m S = n . d 596,6 = n . 2,39 n = 249,6 kali
Diketahui : Detik, menit, dan jam dari sebuah jam dinding. Ditanyakan : Kecepatan sudut jarum detik, menit, dan jam ? Jawaban : Jarum detik, 1 kali putaran = 60 s Jarum menit, 1 kali putaran = 60 menit = 3600 s Jarum jam 1 kali putaran = 12 jam = 43200 s
Diketahui : R = 1 km R = 1000 m v = 144 km/jam v = 40 m/s Ditanyakan : ω = ..? Jawaban : \( \omega =\frac { v }{ r } \\ \omega =\frac { 40 }{ 1000 } \\ \omega =0,04\quad { rad }/{ s } \)
Diketahui : N = 1800 rpm t = 5 menit t = 300 s Ditanyakan : θ = ..? Jawaban : \( \omega =\frac { 2\pi }{ 60 } \cdot N\\ \omega =\frac { 2\pi }{ 60 } \cdot 1800\\ \omega =60\pi \quad { rad }/{ s } \) θ = ω . t θ = 60π . 300 θ = 18000π rad
Diketahui : r = 31,5 cm r = 0,32 m θ = 3π rad t = 0,27 s Ditanyakan : v = ..km/jam? Jawaban : \( \omega =\frac { \theta }{ t } \\ \omega =\frac { 3\pi }{ 0,27 } \\ \omega =34,91\quad { rad }/{ s } \) v = ω . r v = 34,91 . 0,315 v = 11 m/s v = 39,6 km/jam
Diketahui : v = 0,14 m/s R = 0,030 m Ditanyakan : ω = ..? Jawaban : \( \omega =\frac { v }{ r } \\ \omega =\frac { 0,14 }{ 0,030 } \\ \omega =4,67\quad { rad }/{ s } \)
Diketahui : θ = 50 putaran θ = 100π rad t = 1 s R1 = 2 cm R1 = 0,02 m R2 = 4 cm R2 = 0,04 m Ditanyakan : v1 = ..? v2 = ..? Jawaban : \( \omega =\frac { \theta }{ t } \\ \omega =\frac { 100\pi }{ 1 } \\ \omega =100\pi \quad { rad }/{ s } \) v1 = ω . R1 v1 = 100π . 0,02 v1 = 2π rad/s v2 = ω . R2 v2 = 100π . 0,04 v2 = 4π rad/s Gerak melingkar Beraturan
Diketahui : S = 1/3 Klingkaran t = 15 s Ditanyakan : Jawaban : \( \theta =\frac { 1 }{ 3 } \cdot 2\pi \\ \theta =\frac { 2 }{ 3 } \pi \) \( \omega =\frac { \theta }{ r } \\ \omega =\frac { \cfrac { 2 }{ 3 } \pi }{ 15 } \\ \omega =\frac { 2 }{ 45 } \pi \quad { rad }/{ s } \) \( T=\frac { 2\pi }{ \omega } \\ T=\frac { \cfrac { 2\pi }{ 2 } }{ 45 } \pi \\ T=45\quad s \)
Diketahui : θ = 13,2 rad t = 6 s Ditanyakan : Jawaban : \( \omega =\frac { \theta }{ t } \\ \omega =\frac { 13,2 }{ 6 } \\ \omega =2,2\quad { rad }/{ s } \) \( f=\frac { \omega }{ 2\pi } \\ f=\frac { 2,2 }{ 6,28 } \\ f=0,35\quad hz \) \( T=\frac { 1 }{ f } \\ T=\frac { 1 }{ 0,35 } \\ T=2,86\quad s \)
Diketahui : N = 390 rpm Ditanyakan : Jawaban : \( \omega =\frac { 2\pi }{ 60 } \cdot N\\ \omega =\frac { 2\pi }{ 60 } \cdot 390\\ \omega =13\pi \quad { rad }/{ s } \) \( \omega =2\pi f\\ f=\frac { 13\pi }{ 2\pi } \\ f=6,5\quad hz \) \( T=\frac { 1 }{ f } \\ T=\frac { 1 }{ 6,5 } \\ T=\frac { 2 }{ 13 } s \)
Diketahui : r = 15 cm r = 0,15 m v = 300 cm/s v = 3 m/s Ditanyakan : Jawaban : \( \omega =\frac { v }{ r } \\ \omega =\frac { 3 }{ 0,15 } \\ \omega =20\quad rad/s \) \( \omega =2\pi f\\ 20=2\cdot 3,14\cdot f\\ f=3,18\quad Hz \)
Diketahui : d = 80 cm r = 0,4 m v = 47,1 km/jam v = 13,08 m/s Ditanyakan : Jawaban : \( f=\frac { v }{ 2\pi r } \\ f=\frac { 13,08 }{ 2\pi \cdot 0,4 } \\ f=5,21\quad Hz \) \( \omega =2\pi f\\ \omega =2\pi \cdot 5,21\\ \omega =32,7\quad { rad }/{ s } \)
Diketahui : r = 384 000 km r = 3,84 x 108 m T = 27,3hari T = 2,36 x 106 s Ditanyakan : as = … ? Jawaban : \( \theta =2\pi r\\ \theta =2\pi \cdot 3,84\cdot { 10 }^{ 8 }\\ \theta =2,41\cdot { 10 }^{ 9 } \) \( \omega =\frac { \theta }{ T } \\ \omega =\frac { 2,41\cdot { 10 }^{ 9 } }{ 2,36\cdot { 10 }^{ 6 } } \\ \omega =1,02\cdot { 10 }^{ 3 } \) \( { a }_{ s }={ \omega }^{ 2 }r\\ { a }_{ s }={ \left( { 1,02\cdot 10 }^{ 3 } \right) }^{ 2 }\cdot 3,84\cdot { 10 }^{ 8 }\\ { a }_{ s }={ 3,99\cdot { 10 }^{ 14 } }\quad { m }/{ { s }^{ 2 } } \)
Diketahui : a = 9 g = 90 m/s2 v = 756 km/jam v = 210 m/s Ditanyakan : r = …? Jawaban : \( { a }_{ s }=\frac { { v }^{ 2 } }{ r } \\ { 90 }=\frac { { \left( 210 \right) }^{ 2 } }{ r } \\ r=490\quad m \)
Diketahui : r = 4 km r = 4 x 103 a = 0,05 g a = 0,5 m/s2 Ditanyakan : v = ..? Jawaban : \( v=\sqrt { a\cdot r } \\ v=\sqrt { 0,5\cdot 4\cdot { 10 }^{ 3 } } \\ v=44,721\quad { m }/{ s } \) Ketika kita bandingkan antara kecepatan maksimum dengan kecepatan yang dirapkan yakni 400 m/s maka akan membuat penumpang tidak nyaman karena melebihi dari batas kecepatan yang dianggap nyaman oleh penumpang.
Diketahui : m = 200 g m = 0,2 kg r = 50 cm r = 0,5 m N = 1500 rpm Ditanyakan : Jawaban : \( \omega =\frac { 2\pi }{ 60 } \cdot N\\ \omega =\frac { 2\pi }{ 60 } \cdot 1500\\ \omega =5\pi { \quad rad }/{ s } \) \( \omega =\frac { 2\pi }{ T } \\ 5\pi =\frac { 2\pi }{ T } \\ T=0,4\quad s \) \( a={ \omega }^{ 2 }r\\ a={ \left( 5\pi \right) }^{ 2 }\cdot 0,5\\ a=12,5\pi \quad { m }/{ { s }^{ 2 } } \) \( F=m\cdot a\\ F=0,2\cdot 12,5\pi \\ F=24,9\quad N \)
Diketahui : m = 48 kg t = 24 jam t = 86400 s r = 6400 km r = 6,4 x 106 m Ditanyakan : a = ..? Jawaban : \( \omega =\frac { \theta }{ t } \\ \omega =\frac { 2\pi r }{ 86400 } \\ \omega =6,28\cdot \frac { { 6,4\cdot 10 }^{ 6 } }{ 86400 } \\ \omega ={ 4,65\cdot 10 }^{ 3 }\quad { rad }/{ s } \) \( a={ \omega }^{ 2 }r\\ a={ \left( { 4,65\cdot 10 }^{ 3 } \right) }^{ 2 }\cdot 6,4\cdot { 10 }^{ 6 }\\ a={ 1,38\cdot 10 }^{ 14 }{ \quad m }/{ { s }^{ 2 } } \)
Diketahui : N = 30 rpm r1 = 5 cm r1 = 0,05 m r2 = 10 cm r2 = 0,1 m r3 = 15 cm r3 = 0,15 m Ditanyakan :
Jawaban :
Diketahui : Rb = 6400 km hs = 500 km t = 95 menit t = 5700 s Ditanyakan : Jawaban : Rs = Rb + Hs Rs = 6400 + 500 Rs = 6900 km Rs = 6,9 . 106 m \( \omega =\frac { \theta }{ t } \\ \omega =\frac { 2\pi { R }_{ s } }{ t } \\ \omega =\frac { 2\cdot 3,14\cdot 6,9\cdot { 10 }^{ 6 } }{ 5700 } \\ \omega =7,6\cdot { 10 }^{ 3 }{ \quad rad }/{ s } \) \( { a }_{ s }={ \omega }^{ 2 }\cdot { R }_{ s }\\ { a }_{ s }={ \left( 7,6\cdot { 10 }^{ 3 } \right) }^{ 2 }\cdot { 6,9\cdot { 10 }^{ 6 } }\\ { a }_{ s }={ 3,99\cdot { 10 }^{ 14 } }{ \quad rad }/{ s } \)
Diketahui : Jari-jari = 12 m Percepatan sentripetal = 1,96 m/s2 Ditanyakan : Kelajuan maksimum =..? Jawaban : Percepatan setripetal : \( { a }_{ s }=\frac { { v }^{ 2 } }{ r } \) Dengan jari-jari 12 m (r = 12 m) dan percepatan sentripetal maksimum 1,96 m/s2 (as = 1,96 m/s2). Maka kecepatan maksimum mobil tersebut: \( { a }_{ s }=\frac { { v }^{ 2 } }{ r } \\ { 1,96 }=\frac { { v }^{ 2 } }{ 12 } \\ { v }^{ 2 }=1,96\cdot 12\\ { v }^{ 2 }=23,52\\ v=\sqrt { 23,52 } \\ v=4,85\quad { m }/{ s } \)
Diketahui : Putaran baling-baling = 1890 rpm Ditanyakan :
Jawaban :
Diketahui : Jari – jari = 0,6 m Kelajuan = 15 m/s Putaran = 30 Ditanyakan : Waktu = …? Jawaban : Untuk menentukan lama waktu, terlebih dahulu harus menentukan kecepatan sudut dari partikel dan total panjang lintasan partikel. Kecepatan sudut partikel P (r = 0,6 m dan vp = 15 m/s) \( { \omega }_{ p }=\frac { { v }_{ p } }{ r } \\ { \omega }_{ p }=\frac { 15 }{ 0,6 } \\ { \omega }_{ p }=9\quad { rad }/{ s } \) Total Panjang lintasan P (θ) : 30 putaran = 30 . 2π . r 30 putaran = 30 . 2π . 0,6 30 putaran = 36π rad Lama Waktu tempuh : \( t=\frac { \theta }{ \omega } \\ t=\frac { 36\pi }{ 9 } \\ t=4\pi \quad s \)
Diketahui : Diameter = 10 dan 32 cm Kecepatan sudut kecil = 120 rad/s Ditanyakan :
Jawaban :
Sehingga besarnya kelajuan sudut roda besar:
Diketahui : Mesin – 200 rpm Diameter katrol mesin = 80 cm Diameter katrol garis = 40 cm Katrol diameter 100 cm pada poros garis menggerakkan katrol berdiameter 20 cm yang dihubungkan ke sebuah pusat dinamo. Ditanyakan : Kelajuan poros dinamo jika tidak slip =..? Jawaban : Poros mesin dan poros garis terhubung oleh sabuk, dimana keduanya memiliki persamaan: v1 = v2 dengan r1 = 40 cm, r2 = 20 cm, sehingga persamaannya menjadi : v1 = v2 ω1 . r1 = ω2 . r2 Untuk mencari kecepatan sudut, megkonversikan kecepatan 200 rpm kedalam satuan rad/s. Maka : \( { \omega }_{ 1 }=\frac { 200\cdot 2\pi }{ 60 } \\ { \omega }_{ 1 }=\frac { 20\pi }{ 3 } \) Sehingga : \( \frac { 20\pi }{ 3 } \cdot 0,4={ \omega }_{ 2 }\cdot 0,2\\ { \omega }_{ 2 }=\frac { 40\pi }{ 3 } \) Setelah didapat besarnya kecepatan tangensial pada poros garis 2 maka kita dapat mencari kecepatan tangensial pada poros garis 3 dengan persamaan : \( { \omega }_{ 2 }={ \omega }_{ 3 }\\ { \omega }_{ 3 }=\frac { 40\pi }{ 3 } \) Setelah didapatkan nilai dari ω3 maka dapat dihitung besarnya kelajuan pada poros dinamo dengan r3 = 50 cm dan r4 = 10 cm. Yakni: \( { v }_{ 3 }={ v }_{ 4 }\\ { v }_{ 4 }={ \omega }_{ 3 }\cdot { r }_{ 3 }\\ { v }_{ 4 }=\frac { 40\pi }{ 3 } \cdot { 0,5 }\\ { v }_{ 4 }=\frac { 20\pi }{ 3 } { \quad m }/{ s } \) |