Sebuah Benda Bergerak Melingkar Dengan Jari Jari 50 Cm

Alumnice.co – Sebuah Benda Bergerak Melingkar Dengan Jari Jari 50 Cm

Contoh soal Gerak Melingkar

11 Contoh soal Gerak Melingkar

1. Sebuah benda yang massanya 10 kg bergerak melingkar beraturan dengan kecepatan 4 m.s-1. Jika jari-jari lingkaran 0,5 meter, maka :
(1) Frekuensi putarannya 4/π Hz
(2) Percepatan sentripetalnya 32 m.s-2

(3) Gaya sentripetalnya 320 N
(4) Periodenya 4π s.
Pernyataan yang benar adalah …
1. (1), (2), (3), dan (4)
2. (1), (2), dan (3)
3. (1), dan (3) saja
4. (2), dan (4) saja
5. (3), dan (4) saja
Pembahasan

2. Sebuah benda bergerak melingkar beraturan dengan jari-jari 6 meter. Jika dalam 2 menit benda itu melakukan 16 kali putaran, maka kecepatan linear benda tersebut adalah….
A. 0,8 p m.s−1

B. 1,0 p m.s−1

C. 1,2 p m.s−1

D. 1,4 p m.s−1

E. 1,6 p m.s−1

Pembahasan
Diketahui :
Jari-jari (r) = 6 meter
Kecepatan sudut (ω) = 16 putaran / 2 menit = 8 putaran / menit = 8 putaran / 60 sekon = 0,13 putaran/sekon.
Ditanya : kecepatan linear (v) ?
Jawab :

Rumus hubungan antara kecepatan linear (v) dan kecepatan sudut (ω) :

v = r ω = (6 meter)(0,13 putaran/sekon) = 0,8 putaran meter/sekon
Jawaban yang benar adalah A.
Jika dinyatakan dalam radian :
1 putaran = 2π radian = 2(3,14) = 6,28 radian
Kecepatan sudut = 8 (6,28) radian / 60 sekon = 50,24 radian / 60 sekon = 0,84 radian/sekon
v = r ω = (6 meter)(0,84 radian/sekon) = 5,04 radian/sekon

3. Baling-baling kipas angin berjari-jari 20/π cm mampu berputar 4 kali dalam 1 sekon. Kecepatan linear ujung baling-baling adalah…
A. 3,2 m.s-1

B. 1,6 m.s-1

C. 1,3 m.s-1

D. 1,0 m.s-1

E. 0,8 m.s-1

Pembahasan

Contoh soal Gerak Melingkar 2

4. Pada sebuah benda yang bergerak beraturan dengan lintasan melingkar, kecepatan liniernya bergantung pada …
A. massa dan jari-jari lingkaran
B. massa dan periode
C. massa dan frekuensi
D. periode dan jari-jari lintasan
E. kecepatan sudut dan jari-jari lingkaran
Pembahasan

Contoh soal Gerak Melingkar 3

5. Sebuah benda bergerak melingkar dengan jari-jari 50 cm. Jika benda melakukan 120 rpm, maka waktu putaran dan kecepatan benda tersebut berturut-turut adalah….
A. 0,5 s dan 2π m.s-1

B. 0,5 s dan 0,2π m.s-1

C. 0,5 s dan π m.s-1

D. 2 s dan 5π m.s-1

E. 2 s dan 10π m.s-1

Pembahasan
Diketahui :
Jari-jari (r) = 50 cm = 0,5 meter
Kecepatan sudut (ω) = 120 rpm = 120 putaran / 1 menit = 120 putaran / 60 menit = 2 putaran / 1 detik
1 putaran = 2π radian
Kecepatan sudut (ω) = 2 (2π radian) / 1 detik = 4π radian/detik
Ditanya : Waktu putaran (T) dan kecepatan linear (v)
Jawab :
Waktu putaran atau periode (T) :
Periode adalah waktu yang dibutuhkan benda untuk melakukan satu putaran.
Benda melakukan 2 putaran per 1 detik = benda melakukan 1 putaran per 0,5 detik. Jadi waktu putaran atau periode adalah 0,5 detik.
Kecepatan benda (v) :
v = r ω = (0,5 meter)(4π radian/detik) = 2π meter/detik
Jawaban yang benar adalah A.

Baca :   Jelaskan Bukti Semakin Berkembangnya Interaksi Antar Ruang Antar Negara Asean

6.
Roda B dan C dipasang seporos dan roda A bersinggungan dengan roda B seperti gambar di samping. Jika jari-jari roda A sama dengan jari-jari roda C = 30 cm, jari-jari roda B = 60 cm, perbandingan kelajuan linear antara roda A, B, dan C adalah…


A. 1 : 1 : 1Contoh soal Gerak Melingkar 4


B. 1 : 2 : 1


C. 1 : 4 : 1


D. 2 : 2 : 1


E. 4 : 1 : 2


Pembahasan



Diketahui




:


Jari-jari roda A (r


A


) = 30 cm = 0,3 meter


Jari-jari roda B (r


B


) = 60 cm = 0,6 meter


Jari-jari roda C (r


C


) = 30 cm = 0,3 meter



Ditanya




: P



erbandingan kelajuan linear antara roda A, B, dan C



Jawab




:



Kelajuan linear tepi roda A


Roda A dan roda B saling berhubungan seperti pada gambar di atas karenanya kecepatan sudut roda A tidak sama dengan kecepatan sudut roda B. Hal ini disebabkan karena keliling roda B lebih besar daripada roda A. Selama selang waktu yang sama, ketika roda A telah bergerak melingkar satu putaran (360



o



), roda B belum mencapai satu putaran (360



o



). Walaupun demikian selama selang waktu yang sama, jarak tempuh tepi roda A sama dengan jarak tempuh tepi roda B.




Jadi kelajuan linear tepi roda A (v




A




)





sama dengan





kelajuan linear tepi roda B (v





B




)



.


Kelajuan linear tepi roda A :


v


A



= r



A



ω



A



= 0,3 ω



A



Kelajuan linear tepi roda B


Roda B dan roda C saling menempel karenanya roda B dan roda C berputar bersama-sama. Apabila roda B bergerak melingkar satu putaran (360



o



) maka selama selang waktu yang sama roda C juga bergerak melingkar satu putaran (360



o



). Karena berputar bersama-sama maka kecepatan sudut roda B (ω


B


) sama dengan kecepatan sudut roda C (ω


C


) =



ω


.




Tetapi





kelajuan linear tepi roda B (v




B




) tidak sama dengan kelajuan linear tepi roda C (v




C




)


Kelajuan linear tepi roda B :


v


B



= r



B



ω



B



=



0,6 ω


B


=



0,6 ω


Kelajuan linear tepi roda C :


v


C



= r



C



ω



C



=



0,3 ω


C


=



0,3 ω



Kelajuan linear tepi roda A (v




A




) sama dengan kelajuan linear tepi roda B (v




B




)


v


A



= v



B


0,3 ω


A



=



0,6 ω


ω


A



= 0,6 ω / 0,3


ω


A



= 2 ω



Kelajuan linear tepi roda A


v


A



= 0,3 ω



A



= 0,3 (


2 ω) = 0,6 ω



P




erbandingan kelajuan linear antara roda A, B, dan C


v


A



: v



B



: v



C


0,6 ω : 0,6 ω : 0,3 ω


0,6 : 0,6 : 0,3


6 : 6 : 3


2 : 2 : 1


Jawaban yang benar adalah D.


7.


Tiga buah roda dihubungkan seperti gambar di bawah.


Jika R


A



= 10 cm, R


B



= 4 cm dan R



C



= 40 cm, maka perbandingan kecepatan sudut roda A dan roda C adalah…


A. 1 : 1Contoh soal Gerak Melingkar 7


B. 1 : 2


C. 1 : 4


D. 2 : 1


E. 4 : 1


Pembahasan



Diketahui




:


Jari-jari roda A (r


A


) = 10 cm


Jari-jari roda B (r


B


) = 4 cm


Jari-jari roda C (r


C


) = 40 cm



Ditanya




: P



erbandingan kecepatan sudut roda A dan roda C



Jawab




:



Kecepatan sudut roda A dan C


Keliling roda A jauh lebih b


esar daripada keliling roda C. Ketika roda C telah bergerak melingkar satu putaran (360



o



), selama selang waktu yang sama roda A belum mencapai satu putaran (360



o



). Dengan demikian,




kecepatan sudut roda A tidak sama dengan kecepatan sudut roda C



.

Baca :   Pada Umumnya Sikap Khusus Dalam Pencak Silat Adalah


Walaupun demikian, roda A dan roda C saling berhubungan melalui tali atau rantai. Karena saling berhubungan maka selama selang waktu yang sama, jarak yang ditempuh tepi roda A sama dengan jarak yang ditempuh tepi roda C. Jadi




kelajuan linear tepi roda C (v




C




) sama dengan kelajuan linear tepi roda A (v




A




)



.


v


A



= v



C


r


A



ω



A



= r


C



ω



C


10 ω


A



= 40 ω


C


ω


A



/ ω


C



= 40 / 10


ω


A



/ ω


C



= 4 / 1


Jawaban yang benar adalah E.

8.

Contoh soal Gerak Melingkar 8Tiga roda A, B dan C saling berhubungan seperti pada gambar. Jika jari-jari roda A, B dan C masing-masing 20 cm, 8 cm dan 4 cm, dan roda B berputar dengan kecepatan sudut 10 rad.s-1, maka roda C berputar dengan kecepatan sudut sebesar…

A. 80 rad.s-1

B. 50 rad.s-1

C. 40 rad.s-1

D. 20 rad.s-1

E. 10 rad.s-1

Pembahasan
Diketahui
:
Jari-jari roda A (rA) = 20 cm = 0,2 meter
Jari-jari roda B (rB) = 8 cm = 0,08 meter
Jari-jari roda C (rC) = 4 cm = 0,04 meter
Kecepatan sudut roda B (ωB) = 10 rad/s
Ditanya
: Kecepatan sudut roda C (ωC)
Jawab
:


Kecepatan sudut dan kecepatan linear tepi roda A


Roda A dan roda B saling menempel karenanya roda A dan roda B berputar bersama-sama. Apabila roda B bergerak melingkar satu putaran (360o) maka selama selang waktu yang sama roda A juga bergerak melingkar satu putaran (360o). Karena berputar bersama-sama maka kecepatan sudut roda A (ωA) sama dengan kecepatan sudut roda B (ωB).
Kecepatan sudut roda A
:
ωA
= ωB
= 10 radian/sekon
Kecepatan linear tepi roda A
:
Besar kecepatan linear tepi roda A dihitung menggunakan rumus hubungan antara kecepatan linear dan kecepatan sudut,
v = r ω.
vA
= rA
ωA
= (0,2 m)(10 rad/s) = 2 m/s


Kecepatan sudut dan kecepatan linear tepi roda C


Keliling roda A jauh lebih besar daripada keliling roda C. Ketika roda C telah bergerak melingkar satu putaran (360o), selama selang waktu yang sama roda A belum mencapai satu putaran (360o). Dengan demikian, kecepatan sudut roda A tidak sama dengan kecepatan sudut roda C.
Walaupun demikian, roda A dan roda C saling berhubungan melalui tali atau rantai. Karena saling berhubungan maka selama selang waktu yang sama, jarak yang ditempuh tepi roda A sama dengan jarak yang ditempuh tepi roda C. Jadi kecepatan linear tepi roda C (vC) sama dengan kecepatan linear tepi roda A (vA).
Kecepatan linear tepi roda C
:
vC
= vA
= 2 m/s
Kecepatan sudut roda C
:
vC
= rC
ωC

ωC
= vC
/ rC
= 2 / 0,04 = 50 radian/sekon = 50 rad.s-1.
Jawaban yang benar adalah B.

9.

Contoh soal Gerak Melingkar 9Sistem roda berjari-jari RA
= 2 cm ; RB
= 4 cm dan RC
= 10 cm dihubungkan seperti gambar. Roda B diputar 60 putaran permenit, maka laju linear roda C adalah…

A. 8π cm.s-1

B. 12 cm.s-1

C. 12π cm.s-1

D. 24 cm.s-1

E. 24π cm.s-1

Baca :   Sebutkan Manfaat Persatuan Dan Kesatuan Sesuai Makna Sumpah Pemuda

Pembahasan
Diketahui
:
Jari-jari roda A (rA) = 2 cm
Jari-jari roda B (rB) = 4 cm
Jari-jari roda C (rC) = 10 cm
Kecepatan sudut roda B (ωB) = 60 putaran/menit = 60 putaran/60 sekon = 1 putaran/sekon = 1(2π radian)/sekon = 2π rad/s
Ditanya
: Kecepatan linear roda C (vC)
Jawab
:

Kecepatan linear tepi roda B


Kecepatan linear tepi roda B :
vB
= rB
ωB
= (4 cm)(2π rad/s) = 8π cm/s

Kecepatan linear tepi roda A


Roda A dan roda B dihubungkan dengan tali karenanya kecepatan linear tepi roda A (vA) sama dengan kecepatan linear tepi roda B (vB).
vA
= vB
= 8π cm/s

Kecepatan linear tepi roda C


Roda C dan roda A dihubungkan dengan tali karenanya kecepatan linear tepi roda C (vC) sama dengan kecepatan linear tepi roda A (vA).
vC
= vA
= vB
= 8π cm/s
Jawaban yang benar adalah A.

10.
Contoh soal Gerak Melingkar 10Perhatikan hubungan roda-roda berikut! Jari-jari roda RA
= 25 cm, RB
= 15 cm, RC
= 40 cm dan roda C berputar dengan kecepatan putar 60 putaran per menit. Kecepatan sudut roda A adalah…
A. 2,5π rad.s-1

B. 3π rad.s-1

C. 3,2π rad.s-1

D. 3,5π rad.s-1

E. 3,8π rad.s-1

Pembahasan
Diketahui
:
Jari-jari roda A (rA) = 25 cm = 0,25 meter
Jari-jari roda B (rB) = 15 cm = 0,15 meter
Jari-jari roda C (rC) = 40 cm = 0,4 meter
Kecepatan sudut roda C (ωC) = 60 putaran/menit = 60 putaran/60 sekon = 1 putaran/sekon = 1(2π radian)/sekon = 2π rad/s
Ditanya
: Kecepatan sudut roda A (ωA)
Jawab
:

Kecepatan linear tepi roda C


Kecepatan linear tepi roda C :
vC
= rC
ωC
= (0,4 m)(2π rad/s) = 0,8π m/s

Kecepatan linear tepi roda B


Roda C dan roda B dihubungkan dengan tali karenanya kecepatan linear tepi roda C (vC) sama dengan kecepatan linear tepi roda B (vB).
vB
= vC
= 0,8π m/s

Kecepatan sudut dan kecepatan linear tepi roda A


Roda A dan roda B saling berhubungan seperti pada gambar di atas karenanya kecepatan sudut roda A tidak sama dengan kecepatan sudut roda B. Hal ini disebabkan karena keliling roda A lebih besar dari roda B. Selama selang waktu yang sama, ketika roda A telah bergerak melingkar satu putaran (360o), roda B belum mencapai satu putaran (360o). Walaupun demikian selama selang waktu yang sama jarak tempuh tepi roda A sama dengan jarak tempuh tepi roda B. Jadi kecepatan linear tepi roda A (vA) sama dengan kecepatan linear tepi roda B (vB).
Kecepatan linear tepi roda A

vA
= vB
= vC
= 0,8π m/s
Kecepatan sudut roda A

vA
= rA
ωA

ωA
= vA
/ rA
= 0,8π / 0,25 = 3,2π rad/s
Jawaban yang benar adalah C.


11. Sebuah batu dengan massa m diikatkan pada ujung tali yang panjangnya l dan kemudian diputar dengan laju sudut



ω



hingga lintasan batu berbentuk lingkaran pada bidang horisontal dan tali membentuk sudut



θ



terhadap vertikal (lihat gambar). Laju sudut batu adalah sebesar…

Pembahasan soal SBMPTN fisika tahun 2014 7

Contoh soal Gerak Melingkar 11


Pembahasan


Jawaban yang benar adalah C.

Sebuah Benda Bergerak Melingkar Dengan Jari Jari 50 Cm

Sumber: https://gurumuda.net/contoh-soal-gerak-melingkar.htm

Check Also

Apa Yang Dimaksud Dengan Gas Inert

Alumnice.co – Apa Yang Dimaksud Dengan Gas Inert Dalam bidang pelayaran, ada banyak jenis kapal …