BAB VI. DINAMIKA ROTASI

PERCOBAAN DINAMIKA ROTASI

 Nadia Rizki Amalia (XI-7/25)

Tujuan : Mengetahui tentang penerapan dinamika rotasi.

Alat dan Bahan :

1.      Seutas tali elastis 200 cm

2.      Dua buah kayu penahan

3.      Tutup kaleng berbentuk lingkaran dengan diameter 18 cm

4.      Stopwatch

Langkah Kerja :

1.      Siapkan seutas tali elastis sepanjang 200 cm, sebuah tutup kaleng berbentuk lingkaran dengan diameter 18 cm, dua buah kayu penahan, dan stopwatch untuk menghitung waktu.

2.      Beri lubang pada tutup kaleng dimulai dari ½ diameter, lalu pasang tali elastis, kemudian letakkan kayu penahan di masing masing ujung tali elastis, kemudian putar sebanyak 10 kali.

3.      Hitung waktu yang dibutuhkan dengan stopwatch hingga tutup kaleng kembali seperti semula.

4.      Lakukan hal yang sama untuk diameter  1/3 dan 1/6

Hasil Percobaan :

No	Panjang Poros	Jumlah Putaran (	Waktu (t)	Kecepatan Sudut (
1	½ d (9 cm)	10	4.52 sekon	13.9 rad/s
2	1/3 d (6 cm)	10	5.27 sekon	11.91 rad/s
3	1/6 d (3 cm)	10	7.24 sekon	8.67 rad/s

Kesimpulan :

Dapat diambil kesimpulan bahwa, semakin panjang poros maka semakin besar kecepatan sudutnya, artinya waktu yang dibutuhkan semakin cepat, begitu juga sebaliknya.

III.SOAL SOAL DINAMIKA ROTASI

Nama: Muhammad Haikal Fareza
Kls/Abs: XI-7/24

1. Sebuah benda berotasi mengelilingi suatu sumbu dengan persamaan   (dalam radian) dan t dalam sekon. Dari persamaan tersebut dapat dinyatakan bahwa

(1) pada saat t=0 posisi sudut 3 rad
(2) Kecepatan sudut benda tetap
(3) Percepatan sudut benda nol
(4) Kelajuan linear benda 2 m/s

Dari Pernyataan di atas, yang benar adalah.....

a. 1,2, dan 3
b. 1 dan 3
c. 2 dan 4
d. 4 saja
e. 1,2,3 dan 4

2. Sebuah gaya F= -4i +2j -3k berada pada posisi r=  3i +2j – 5 k dari sumbu koordinat, dengan i, j, dan k menyatakan vektor satuan dalam arah sumbu x,y, dan z. Vektor momen gayanya adalah..

a. 4i + 29 j + 14 k
b. 16 i +11 j – 2 k
c. 4 i +29 j + 18 k
d. -4i – 29j -14 k
e. -16 i -11 j -14 k

3. Sebuah titik materi bergerak melingkar dengan kecepatan sudut awal 20 rad/s. Setelah bergerak menempuh sudut 100 rad, kecepatannya menjadi 60 rad/s. Jika momen inersia titik materi tersebut 4 kg , momen gaya yang bekerja pada titik tersebut terhadap pusat lingkaran adalah.....
a. 8 N m
b. 16 N m
c. 32 N m
d. 64 N m
e. 128go N m

4. Sebuah gaya F = (5 i + 4 j) N memiliki lengan momen r(a i + 2 j) terhadap suatu titik poros yang searah dengan sumbu x dan y pada koordinat kartesian. Jika besar momen yang dilakukan gaya F terhadap titik poros bernilai 26 N m, maka nilai a sama dengan

a. 3
b. 4
c. 7
d. 8
e. 9

5.  Sebuah bola pejal yang berdiameter 20 cm berotasi dengan poros yang melalui pusat bola. Bola memiliki persamaan kecepatan sudut   rad/s. Dengan t dalam sekon. Jika massa bola 4 kg, besar momen gaya yang bekerja pada bola adalah
a. 0,32 N m
b. 0,4 N m
c. 0,65 N m
d. 0,8 N m
e. 1,6 N m

6. Jika kecepatan angular dari benda yang bergerak rotasi diperbesar menjadi dua kali semula, 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. tetap sebesar energi totalnya semula
d. 2 kali energi total semula
e. 4 kali energi total mula- mula

7. Sebuah slinder pejal menggelinding dari keadaan diam menuruni suatu bidang miring yang tingginya 15 m, Kelajuan linear silinder ketika tiba di kaki bidang adalah..........

a. 9,8 m/s
b. 14 m/s
c. 21 m/s
d. 25 m/s
e. 28m/s

8. Sebuah bola pejal bertranslasi dan berotasi dengan kecepatan linear dan kecepatan sudut masing-masing . Energi kinetik total bola pejal tersebut adalah........

a.
b.
c.
d.
e.

9. Energi kinetik rotasi suatu benda tegar bergantung pada:
(1)  Kecepatan sudut rotasi benda
(2) Massa benda
(3) Bentuk Benda
(4) Letak sumbu putar terhadap benda

a. 1,2 dan 3
b. 1 dan 3
c. 2 dan 4
d. 4 saja
e. 1,2,3, dan 4

10. Seorang anak laki-laki melompat ke atas suatu mainan yang berputar. Pernyataan berikut ini yang  salah adalah......
a. Momentum sudut sistem tetap sama
b. Kecepatan sudut dari mainan berkurang
c. Energi kinetik sistem tidak berubah
d. Momen inersia mainan tidak berubah
e. Momen inersia benda terhadap poros adalah hasil kali massa dan kuadrat jarak dari poros

11. Dua butir kelereng menuruni bidang miring yang identik. Kelereng yang satu lebih licin daripada kelereng lainnya . Jika kelereng yang satu meluncur sedangkan kelereng lainnya menggelinding ,pernyataan berikut yang benar adalah....
a. Kelereng yang meluncur akan tiba di dasar lebih dahulu
b. Kelereng yang menggelinding akan tiba di dasar lebih dahulu
c. Kelereng yang menggelinding tiba di dasar dengan energi kinetik yang lebih kecil
d. Kedua kelereng tiba di dasar dengan kecepatan linear yang sama
e. Kelereng yang tiba di dasar terlebih dulu bergantung pada suatu kemiringan bidang.

12.  Sebuah partikel bergerak melingkar dengan kecepatan sudut 10 rad/s. Jika massa partikel 2 gram dan momentum sudutnya 8 x , jari- jari gerak melingkar partikel sebesar ....
a. 2 cm
b. 4 cm
c. 6 cm
d. 8 cm
e. 10 cm

13. Sebuah bola pejal menggelinding dari keadaan diam menuruni suatu bidang yanng tinggi 1,4 m. Kelajuan linear silinder ketika tiba di kaki bidang adalah........
a. 2 m/s
b.
c. 1,4
d. 3 m/s
e. 4 m/s

14. Suatu batang tipis dengan panjang L dan massa m diputar pada sumbu yang terletak di ujung batang. Pada awalnya batang berada pada posisi horizontal dan kemudian dilepas. Pada saat batang mempunya sudut  dengan arah vertikal. Percepatan sudut rotasi batang adalah...
a. g/L
b. (3g/2L) sin
c. 6g/L cos
d. 3g cos
e. 6g/L sin

15.  Katrol cakram pejal bermassa 1 kg dan berjari-jari 10 cm, pada tepinya dililitkan tali, salah satu ujung tali digantungi beban 1 kg. Anggap tali tak bermassa. Percepatan gerak turunnya beban adalah…  (g = 10 m/s²)
A. 10 m/s²
B. 12 m/s²
C. 15 m/s²
D. 20 m/s²
E. 22 m/s²

16. Katrol cakram pejal bermassa 2M dan jari-jari R, pada tepinya dililitkan tali, salah satu ujung tali digantungi beban bermassa m. Ketika beban dilepas, katrol berotasi dengan percepatan sudut . Jika pada katrol ditempelkan benda bermassa M, maka agar katrol berputar dengan percepatan sudut yang sama, massa beban harus dijadikan…  (I katrol = ½ m r²).
A. ¾ m kg
B. 3/2 m kg
C. 2 m kg
D. 3 m kg
E. 4 m kg

17. Seorang anak dengan kedua lengan berada dalam pangkuan sedang berputar pada suatu kursi putar dengan 1,00 putaran/s. Ketika ia merentangkan kedua lengannya, ia diperlambat sampai 0,40 putaran/s. Tentukan perbandingan momen inersia gabungan anak + kursi sebelum dan sesudah kedua lengannya direntangkan,

a. 1:2
b. 3:4
c: 2:5
d. 3:2
e. 4:5

18. Pada sistem keseimbangan benda tegar, AB adalah batang homogen panjang 80 cm, beratnya 18 N, berat beban 30 N. BC adalah tali. Berapa tegangan pada tali (dalam newton) jika jarak AC = 60 cm?

a. 116,67 N
b. 112 N
c. 115,52 N
d. 170 N
e. 113 N

19. Silinder pejal terbuat dari besi menggelinding diatas lantai datar dengan laju 10 m/s. Massa silinder 4 kg dan berdiameter 80 cm. energy kinetic total silinder tersebut. 

a. 400 J
b. 300 J
c. 320 J
d. 120 J
e. 600 J

20. Sebuah bola pejal menggelinding dari keadaan diam menuruni suatuu bidang miring dengan ketinggian 1.4 m. Tentukan kecepatan linear silinder pada dasar bidang miring.

a. 3,0 m/s
b.5,1 m/s
c.3,2 m/s
d. 7,1 m/s
e. 4,0 m/s

Kunci Jawaban:

1. A
2. B
3. D
4. E
5. B
6. E
7. B
8. C
9. A
10. B
11. B
12. A
13. C
14. D
15. D
16. B
17. C
18. A
19. B
20. C