Oleh: Andry Yuliyanto | 29 November 2016

Tugas Pendahuluan Praktikum Fisika

  1. Gelas memiliki massa m ditarik dengan gaya F yang tidak begitu besar sehingga dapat menggelinding seperti gambar dibawah:

Jika momen inersia gelas 0,6 m  dan jari-jari poros gelas r = 0,2 R maka percepatan sudut gelas adalah…

PEMBAHASAN

 

 

 

 

 

 

  1. Gaya tangensial 10 N bekerja pada tepi roda yang berdiameter 120 cm yang semula diam. Setelah 4 detik, roda dapat berputar satu kali putaran. Momen inersia roda adalah

PEMBAHASAN

Rumus gerak melingkar berubah beraturan
ω = ω0 + α . t
π = 0 +  α . 4
α = 1/4 π (rad/s2)
Momen gaya
τ = I . α
F . R = I . α
(10) (0,6) = I (1/4 π)
I = (24/π) kg m2

 

  1. Perhatikan gambar di bawah ini!

 

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

PEMBAHASAN

Karena sistem diputar terhadap sumbu y maka partikel yang bermassa 2m tidak berfungsi. Berarti hanya partikel yang berada pada sumbu x yang diperhitungkan. Anggap saja partikel di sebelah kiri berindeks (1) dan partikel sebelah kanan berindeks (2).

m1 = 3m
m2 = m
R1 = a
R2 = 2a

Momen inersia pada sistem tersebut adalah:

I = ΣmR2
m1R12 + m2R22
= 3m × a2 + m × (2a)2
= 3ma2 + 4ma2
= 7 ma2

 

 

 

 

 

 

 

  1. Tali tambang diikat kuat pada sebuah roda motor lalu ditarik sehingga roda berputar. Roda tersebut berdiameter 0,5 m, dengan momen inersia 10 kg m2, dan berputar pada porosnya tanpa gesekan. Tegangan tali 40 N dikerjakan pada tepi roda. Jika roda diam pada saat t = 0, panjang tali yang tak tergulung pada saat t = 3 s adalah

PEMBAHASAN

Hitung terlebih dahulu percepatan sudut:
τ = I . α
F . R = I . α
(40) (0,25) = 10  α
α  = 1 rad / s2
Menghitung sudut
θ = ω0 . t + 1/2  α t2 = 0 + 1/2 1 . 32 = 4,5 rad
Menghitung jarak
S = θ . R = 4,5 . (0,25) = 1,125 m

 

  1. Balok pejal homogen pada Gambar berikut memiliki massa 0,856 kg dan panjang sisi a = 2,1 cm, b = 0,7 cm, dan c = 0,4 cm. Hitung inersia rotasi terhadap sumbu melalui satu sudut dan tegak lurus terhadap permukaan!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PEMBAHASAN

Diketahui:       m = 0,856 kg

a = 2,1 cm

b = 0,7 cm

c = 0,4 cm

Jawab  :

 

 

 

 

 

  1. Balok pejal homogen pada Gambar berikut memiliki massa 0,987 kg dan panjang sisi a = 2,1 cm, b = 0,7 cm, dan c = 0,1 cm. Hitung inersia rotasi terhadap sumbu melalui satu sudut dan tegak lurus terhadap permukaan!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PEMBAHASAN

Diketahui:       m = 0,987 kg

a = 2,1 cm

b = 0,7 cm

c = 0,1 cm

Jawab  :

 

 

 

  1. Balok pejal homogen pada Gambar berikut memiliki massa 0,432 kg dan panjang sisi a = 8,1 cm, b = 9,7 cm, dan c = 4,4 cm. Hitung inersia rotasi terhadap sumbu melalui satu sudut dan tegak lurus terhadap permukaan!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PEMBAHASAN

Diketahui:       m = 0,432 kg

a = 8,1 cm

b = 9,7 cm

c = 4,4 cm

Jawab  :

 

 

 

 

 

  1. Balok pejal homogen pada Gambar berikut memiliki massa 0,856 kg dan panjang sisi a = 8,1 cm, b = 9,7 cm, dan c = 4,4 cm. Hitung inersia rotasi terhadap sumbu melalui satu sudut dan tegak lurus terhadap permukaan!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PEMBAHASAN

Diketahui:       m = 0,856 kg

a = 8,1 cm

b = 9,7 cm

c = 4,4 cm

Jawab  :

 

 

 

  1. Tongkat penyambung tak bermassa sepanjang 4 m menghubungkan dua bola. Momen inersia sistem jika diputar terhadap sumbu P yang berjarak 1m di kanan bola A adalah

PEMBAHASAN

 

 

 

 

 

 

  1. Dua bola masing-masing massanya m1 = 2 kg dan m2 = 3 kg dihubungkan dengan batang ringan tak bermassa seperti pada gambar.

Jika sistem bola diputar pada sumbu di titik a, besar momen inersia sistem bola adalah

Pembahasan

PEMBAHASAN

Data-data yang diketahui pada soal:
m1 = 2 kg
m2 = 3 kg
R1 = 20 cm = 0,2 m
R2 = 30 cm = 0,3 m

Momen inersia pada sistem tersebut adalah:
I = ΣmR2
m1R12 + m2R22
= 2 × 0,22 + 3 × 0,32
= 0,08 + 0,27
= 0,35 kg.m2

  1. Dua bola dihubungkan dengan kawat yang panjangnya 6 m seperti pada gambar.

Massa kawat diabaikan dan kedua bola diputar dengan sumbu putar tegak lurus kawat pada benda m1. Besar momen inersia sistem adalah

PEMBAHASAN

Pada sistem tersebut sumbu putarnya adalah m1, berarti m1 mati atau tidak diperhitungkan sehingga perumusannya menjadi:

I = m2 R22

= 2 × 62

= 2 × 36

= 72 kg.m2

 

 

 

 

 

 

  1. Batang AB massanya 2 kg diputar melalui ujung A ternyata momen inersianya 8 kg.m2.

Bila diputar melalui pusat O (AO = OB), momen inersianya adalah

PEMBAHASAN

Saat batang AB diputar dengan poros A, momen inersianya 8 kg.m2, sehingga panjang batang R dapat dicari dengan rumus:

I = mR2
8 = 2R2
R2 = 4
R = 2 m

Saat batang AB diputar dengan poros A, massa batang terbagi menjadi dua, demikian juga jarak terhadap poros:

mA = 1 kg
mB = 1 kg
RA = 1 m
RB = 1 m

Dengan demikian, momen inersianya menjadi:

I = ΣmR2
mARA2 + mBRB2
= 1 × 12 + 1 × 12
= 1 + 1
= 2 kg.m2

 

  1. Jelaskan apa beda titik berat dengan titik pusat massa ? pada saat apa titik berat dan titik pusat massa mempunyai harga yang sama ?

PEMBAHASAN

Bedanya adalah letak titik pusat massa suatu benda tidak dipengaruhi oleh medan gravitasi sehingga letaknya tidak selalu terhimpit dengan letak titik beratnya.

Titik berat memiliki harga yang sama dengan titik pusat massa jika nilai percepatan gravitasi sama dan dengan arah yang sama di setiap titik pada suatu benda.

 

  1. Sebutkan syarat yang harus dipenuhi oleh suatu benda supaya benda tersebut berada dalam keadaan setimbang ?

PEMBAHASAN

Benda dapat dikatakan setimbang apabila :

–          Resultan gayanya nol

–          EF = 0 yang mencakup EFX = 0 dan EFY = 0

–          Resultan torsinya nol

–          ET = 0

 

 

 

 

 

  1. Apa yang dimaksud dengan kelembaman suatu benda ? dan apa bedanya dengan momen kelembaman ?

PEMBAHASAN

Kelembaman suatu benda adalah kecendrungan semua benda untuk menolak perubahan terhadap gerak-geraknya sedangkan momen kelembaman itu sendiri adalah ukurang kelembaman suatu benda untuk berotasi terhadap porosnya.

 

  1. Jelaskan apa yang dimaksud dengan Pusat massa dan Pusat gravitasi (titik berat)?

– Pusat massa adalah titik lengkap dari resultan gaya berat pada setiap anggota sistem dari pusat massa yang nilainya sama dengan nol.

– pusat gravitasi adalah titik yang dilewati oleh resultan semua gaya berat dari partikel penyusun benda tersebut.

 

  1. Tuliskan langkah kerja dalam praktikum momen inersia menggunakan diagram alir secara lengkap dan menggunakan kalimat perintah!

Tinggalkan Balasan

Please log in using one of these methods to post your comment:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

Kategori

%d blogger menyukai ini: