Gerak Melingkar

Bab 4 Gerak Melingkar SMA

MATERI 4

GERAK MELINGKAR

Standar Kompetensi :

Menerapkan konsep dan prinsip dasar kinematikan dan dinamika benda titik.

A. Gerak Melingkar Beraturan

Ciri-ciri : kelajuan tetap percepatan sudut = 0 lintasan berupa lingkaran

f =

= 2 f

Percepatan sentripental

Gaya sentripental

1 putaran = 360o

= 2 radian

1 radian =

= 57,3o

B. Gerak Melingkar Berubah Beraturan

Ciri-ciri : kelajuan berubah beraturan mempunyai percepatan sudut tetap

lintasan berupa lingkaranPercepatan tangensial

Percepatan total

FISIKA SMA / MA / SMK Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd

C. Hubungan Roda-roda

1. Tidak Satu Sumbu

2. Satu Sumbu

Contoh soal :1) Sebuah benda bermassa 2 kg diikat dengan tali yang panjangnya 50 cm kemudian

diputar horisontal dengan kelajuan tetap 4 m/s maka tegangan tali tersebut adalah ... .

Penyelesaian :T = Fs

Fs =

= = 64 N

2) Sebuah bor dipercepat secara tetap 2 rad/s2 dari keadaan diam sehingga kecepatannya 120 / rpm maka sudut yang ditempuh adalah ... .

Penyelesaian :

t2 = + 2

42 = 02 + 2 . 2

16 = 4

= 4 rad

= . = 4 rad / s



1. Diberikan pernyataan :1. Percepatan sentripetal tidak nol2. Percepatan sudut tidak nol3. Jejari lintasan tetap4. Kecepatan tetapJika sebuah titik bergerak secara beraturan dalam lintasan melingkar, maka pernyataan yang benar adalah … .A. 1, 2 dan 3B. 1 dan 3 sajaC. 2 dan 4 sajaD. 4 sajaE. semua

2. Mobil bergerak pada sebuah tikungan yang jari-jarinya 100 m dengan kelajuan 72 km/jam. Besar percepatan sentripetalnya … .A. 20 m/det2 B. 10 m/det2 C. 8 m/det2 D. 4 m/det2 E. 2 m/det2

3. Benda bermassa 10 kg bergerak secara beraturan dalam lintasan melingkar dengan kecepatan 2 m/s. Bila jejari lintasan 0,5 m, maka besarnya gaya sentripetal … .A. 20 NB. 40 NC. 60 N

D. 80 NE. 100 N

4. Sebuah bola dengan massa 0,2 kg diikat dengan tali yang panjangnya 2 m. Kemudian diputar, jika tali dapat menahan tegangan maksimum 40 N. Kelajuan maksimum bola sebesar … .A. 5 m/sB. 10 m/sC. 19,3 m/sD. 25 m/sE. 30 m/s

5. Benda bermassa 10 kg diikat dengan tali berputar dari satu bidang vertikal. Lintasannya berupa lingkaran dengan jejari lintasan 1,5 m. Jika kecepatan sudut tetap 2 rad/s dan g = 10 m/s2, maka tegangan tali saat benda berada di titik terendah adalah … .A. 60 N

B. 80 NC. 100 ND. 140 NE. 160 N

6. Seorang anak duduk di atas kursi pada roda yang berputar vertikal dengan jari-jari roda 4,9 m. Jika g = 10 m/s2. Maka laju maksimum roda agar anak tidak terlepas dari tempat duduknya adalah … .A. 5 m/sB. 6 m/sC. 7 m/sD. 8 m/sE. 9 m/s

7. Sebuah mobil massanya 2 ton menikung pada jalan yang radiusnya 20 m. Jika koefisien gesek statis antara roda dan jalan 0,50. Kelajuan maksimum mobil agar mobil menikung dengan baik … .A. 10 m/sB. 20 m/sC. 40 m/sD. 50 m/sE. 60 m/s

8. Perhatikan gambar !

Sebuah mobil meluncur pada jalan yang berbukit dan berlembah, jari-jari R1 = 30 m, R2 = 20 m. Jika massa mobil 600 kg melaju dengan kecepatan tetap 36 km/jam (g = 10 m/det2). gaya normal di A dan B sebesar … .A. 9000 N ; 4000 NB. 4000 N ; 8000 NC. 6000 N ; 9000 ND. 9000 N ; 5000 NE. 9000 N ; 6000 N

9. Gambar ayunan Conis. Besar periode putarannya adalah … .


A.

B.

C.

D.

E.

10. Sebuah bandul bermassa kg diikat dengan tali yang panjangnya 10 meter mengalami ayunan konis. Sudut yang dibentuk terhadap vertikal 45O. Besar tegangan tali dan kecepatan liniernya adalah … .A. 80 N ; 10 m/s

B. 80 N ; 10 m/s

C. 80 N ; 10 m/sD. 80 N ; 8,4 m/sE. 80 N ; 10 m/s

11. Seorang insinyur hendak merancang jalan miring dan menikung seperti gambar.

Jika batas kecepatan yang diinginkan sebesar 72 km/jam dan jari-jari tikungan 40 meter. Besar sudut

… .A. 15o

B. 20o

C. 30o

D. 45o

E. 60o

12. Sebuah bola digantungkan vertikal pada seutas tali yang panjangnya R. Bola dipukul mendatar sehingga mempunyai kecepatan awal v. Agar bola dapat berputar melingkar vertikal, maka nilai v minimal adalah … .(percepatan gravitasi g)A.

B.

C.

D.

E.

13. Lihat gambar !

Kelereng dilepas di A dengan kecepatan tertentu, sehingga meninggalkan lintasan tepat di B dengan kecepatan 5 m/s. Besar sudut adalah… .A. 15o

B. 30o

C. 45o

D. 60o

E. 75o


A B

R = 5m


14. Perhatikan gambar berikut :

Roda A dan B sama besar, sedang diameter roda C adalah separohnya. Jika roda A diputar n rpm, dan jejari A dinyatakan sebagai R, maka besar kecepatan singgung di tepi roda B adalah … .A. 0,5 nRB. nRC. 1,5 nR

D. 2 nRE. 4 nR

15. Perbandingan kecepatan sudut jarum jaman, menitan, dan detikan pada sebuah arloji adalah … .A. 1 : 6 : 12B. 1 : 12 : 18C. 1 : 12 : 36D. 1 : 60 : 360E. 1 : 60 : 3600

16. Dari keadaan diam, benda tegar melakukan gerak rotasi dengan percepatan sudut 15 rad/s2. Titik A berada pada benda tersebut, berjarak 10 cm dari sumbu putar. Tepat setelah benda berotasi selama 0,4 sekon, A mengalami percepatan total sebesar … .(m/s2)A. 1,5B. 2,1C. 3,6

D. 3,9E. 5,1

17. Sebuah motor listrik dari keadaan diam mengalami percepatan tetap 20 rad/s2

selama 3 detik maka poros motor tersebut telah berputar sebanyak … .A. 20 / B. 45C. 45

D. 90E. 90

18. Sebuah benda diikat dengan tali diputar vertikal dengan kelajuan tetap maka gaya yang bekerja pada benda tersebut … .1. gaya resultan yang bekerja

sebanding dengan kuadrat kecepatannya

2. gaya berat yang timbul karena gravitasi bumi

3. gaya sentripental karena benda bergerak melingkar

4. gaya tangensial karena adanya kecepatan putar

Pernyataan yang benar adalah ... .

A. 1, 2, dan 3B. 1 dan 3C. 2 dan 4D. 4 sajaE. semua benar


19. Pada benda yang bergerak melingkar beraturan dapat dinyatakan … .A. gaya sentripentalnya tetapB. momentum benda tetapC. energi kinetik benda tetapD. percepatan benda tetapE. kecepatan benda tetap

20. Sebuah cakram berjari-jari R mengalami gerak melingkar beraturan melalui pusatnya. Titik A berada di tepi cakram dan titik B berada di setengah jari-jarinya maka… .A. percepatan singgung keduanya

sama dengan nolB. percepatan singgung A dua kali BC. percepatan sudut A dua kali BD. kecepatan sudutnya tidak samaE. kecepatan singgungnya sama

1. Sebuah titik dalam roda bergerak melingkar beraturan. Nyatakan sudut-sudut berikut dalam radian, jika titik tersebut menempuh sudut :a. 30o

b. 60o

c. 90o

d. 270o

2. Roda penggerak pada persneling satu buah mobil memiliki gigi 4 kali banyaknya gigi roda penggerak beban pada persneling lima. Jika kelajuan mobil pada persneling satu 5 m/s, berapakah kelajuan mobil pada persneling lima untuk putaran mesin yang sama sebesar 2100 rpm.

3. Sebuah roda berputar dengan persamaan radian, tentukanlaha. kecepatan sudut rata-rata dua detik pertamab. besar kecepatan sudut saat t = 2 detik

4. Sebuah bor listrik yang mula-mula diam setelah 10 detik kecepatan sudutnya 4 rad/s, tentukanlaha. percepatan sudutb. jumlah putaran selama 10 detik tersebut

5. Sebuah benda bermassa 2 Kg diikat dengan tali panjang satu meter, di ujung yang lain diikat pada langit-langit kemudian diputar sehingga terjadi ayunan konis dengan sudut 300 jika kelajuan benda 2 m/s tentukanlah a. percepatan sentripetalb. tegangan talic. periode putaran ayunan

konis

6. Sebuah benda bermassa 1 Kg diikat dengan tali yang panjangnya 50 cm kemudian diputar sehingga bergerak melingkar vertikal dengan kelajuan sudut tetap 20 rad/s, tentukanlah tegangan tali pada saat :a. benda di titik tertinggib. benda di titik terendahc. benda di bawah menyimpang 600 dari garis vertikal

7. Tiga buah roda A, B, dan C masing-masing berjari-jari 8 cm, 5 cm, dan 20 cm. Jika roda A berputar dengan kecepatan sudut 10 rad/s, tentukan :



a. kecepatan singgung Bb. kecepatan sudut Cc. kecepatan linier C


Gerak Melingkar

Documents

Transcript of Gerak Melingkar