SOAL DAN PENYELESAIAN GERAK MELINGKAR
Soal-1: Setiap benda bergerak melingkar beraturan akan memiliki...
A. Vektor kecepatannya konstan
B. Vektor percepatannya konstan
C. Gaya radialnya konstan
D. Kecepatan angulernya konstan
E. Percepatannya nol
Penyelesaian Fisika: D
Benda bergerak melingkar beraturan akan selalu memiliki kecepatan angulernya konstan.
Soal-2: Sebuah benda bergerak pada lintasan melingkar dan melakukan 50 putaran dalam waktu 5 sekon. Benda akan melakukan 25 putaran dalam waktu...detik.
A. 2,0
B. 10
C. 2,5
D. 15
E. 5,0
Penyelesaian Fisika: C
50 putaran = 5 sekon, maka 25 putaran = $\frac {1}{2}(50)$ =2,5sekon
Soal-3: Jarum putaran mesin pada speedometer sepeda motor menunjukkan angka 1200 rpm. Hal ini berarti kecepatan sudut mesin adalah...rad/s.
A. 20
B. 40π
C. 20π
D. 60
E. 40
Penyelesaian Fisika: B\begin{align*} 1200rpm&=\frac{1200\times 2\pi}{60}\\&=40\pi rad.s^{-1}\end{align*}
Soal-4: Sebutir debu berada di atas piringan yang sedang berputan dengan kecepatan sudut 8 rad/s. Debu mengalami kecepatan linier 1,6 m/s. Jarak butiran debu ke pusat putaran adalah...cm.
A. 5
B. 20
C. 10
D. 50
E. 15
Penyelesaian Fisika: B\begin{align*} v&=\omega .R\\R&=\frac{v}{\omega}=\frac{1,6}{8}\\&=0,2m=20cm\end{align*}
Soal-5: Kecepatan sudut sebuah benda adalah 20 rad/s. Benda berada 10 cm dari pusat putaran. Kecepatan linier benda tersebut adalah...m/s
A. 1
B. 4
C. 2
D. 5
E. 3
Penyelesaian Fisika: C\begin{align*} v&=\omega .R=20\times 0,1\\&=2ms^{-1}\end{align*}
Soal-6: Fungsi percepatan sentripetal pada sebuah benda yang bergerak melingkar beraturan adalah...
A. Menambah kecepatan benda.
B. Mempertahankan arah kecepatan benda
C. Mengubah arah kecepatan
D. Memberikan gaya tambahan
E. Mempertahankan kelajuan benda
Penyelesaian Fisika: C
Percepatan sentripetal pada benda yang bergerak melingkar beraturan berfungsi untuk mengubah arah kecepatan.
Soal-7: Untuk memperbesar percepatan sentripetal sebuah benda dapat dilakukan dengan cara...
A. Memperbesar massa benda.
B. Mengubah arah putaran benda.
C. Memperkecil massa benda.
D. Memperbesar kecepatan sudut benda.
E. Memperkecil kecepatan sudut benda.
Penyelesaian Fisika: D\begin{align*} a&=\frac{v^2}{R}=m\omega ^2 .R\end{align*} Untuk memperbesar percepatan sentripetal sebuah benda dapat dilakukan dengan cara: memperbesar kecepatan linier benda atau memperbesar kecepatan sudut benda
Soal-8: Sebuah benda bergerak melingkar beraturan dengan kelajuan 3 m/s, jari-jari lintasan 90 cm, maka besar percepatan sentripetal benda adalah...m/s2.
A. 3
B. 8
C. 4
D. 10
E. 6
Penyelesaian Fisika: D\begin{align*} a&=\frac{v^2}{R}\\&=\frac{3^2}{0,9}=10m.s^{-2}\end{align*}
Soal-9: Sebuah benda bergerak melingkar beraturan dengan kecepatan sudut ω, jari-jari lintasan R dan percepatan sentripetal a. Jika kecepatan sudut dijadikan 3ω, maka percepatan sentripetalnya menjadi...kali semula.
A. 3
B. 16
C. 4
D. 20
E. 9
Penyelesaian Fisika: E\begin{align*} \frac{a_1}{a_2}&=\left (\frac{\omega _1}{\omega _1} \right )^2\\\frac{a}{a_2}&=\left (\frac{\omega }{3\omega } \right )^2\\\frac{a}{a_2}&=\frac{1 }{9 }\\a_2&=9a \end{align*}
Soal-10: Sebuah bola bermassa 50 gram diikat dengan tali yang panjangnya 1 m dan diputar horisontal sehingga bola bergerak melingkar beraturan. Jika dalam waktu 12 sekon terjadi 6 putaran, percepatan sentripetal bola adalah...m/s2.
A. 10
B. 16
C. 12
D. 20
E. 15
Penyelesaian Fisika: A\begin{align*} f&=\frac{n}{t}=\frac{6}{12}\\f&=\frac{1}{2} =0,5 Hz\\a&=\omega ^2R=(2\pi f)^2R\\a&= \left (2\pi(0,5) \right )^2(1)\\a&= \pi^2\approx \textrm{10ms}^{-2}\end{align*}
Soal-11: Jari-jari roda sepeda motor 30 cm. jika sepeda motor tersebut telah menempuh jarak 60 m, maka roda sepeda sudah berputar sebanyak...kali.
A. 10/π
B. 200/π
C. 20/π
D. 400/π
E. 100/π
Penyelesaian Fisika: E\begin{align*} S&=\theta R\\\theta &=\frac{S}{R}\\\theta &=\frac{60}{0,3} =200rad\\\theta &=\frac{200}{2\pi} =\frac{200}{2\pi}\; put\\\theta &=\frac{100}{\pi}\; put\end{align*}
Soal-12: Sebuah roda sepeda motor sudah melakukan 200/π putaran. Diameter roda adalah 30 cm. Maka jarak tempuh roda tersebut adalah...m.
A. 60
D. 30
B. 50
E. 20
C. 40
Penyelesaian Fisika: A\begin{align*} \theta &=\frac{200}{\pi}\; put\\\theta &=\frac{200}{\pi}(2\pi)=400rad\\\\S&=\theta R\\S&=400\times 0,15\\S&=60m\end{align*}
Soal-13: Sebuah cakram berputar terhadap titik pusatnya. Titik A dan B berada pada cakram. Jarak A terhadap pusat cakram adalah 4 kali dari jarak B. Perbandingan laju linier A dengan B adalah...
A. 4 : 1
B. 1 : 2
C. 1 : 4
D. 1 : 1
E. 2 : 1
Penyelesaian Fisika: A\begin{align*} v&=\omega R\\\frac{v_a}{v_b}&=\frac{\omega_a R_a}{\omega _b R_b}\Rightarrow \omega_a =\omega _b\\\frac{v_a}{v_b}&=\frac{ R_a}{ R_b}\\\frac{v_a}{v_b}&=\frac{ 4R_b}{R_b}=\frac{ 4}{1}\end{align*}
Soal-14: Tiga buah roda disusun seperti gambar.
A dan B sepusat, sedangkan A dihubungkan ke C dengan sabuk. RA = 4 cm, RB = 2 cm, dan RC = 6 cm. Maka perbandingan kecepatan sudut ωA: ωC = ...
A. 1 : 3
B. 3 : 1
C. 2 : 1
D. 3 : 2
E. 2 : 3
Penyelesaian Fisika: B
A dan B sepusat, $\omega _A=\omega _B$ B dan C dengan sabuk, $v _B=v _C$ maka:\begin{align*} v_B&=v_C\\\omega _B.R_B&=\omega _C.R_C\\&\Rightarrow \omega _A=\omega _B\\\frac{\omega _A}{\omega _C}&=\frac{ R_C}{R_B}=\frac{6}{2}\\\frac{\omega _A}{\omega _C}&=\frac{3}{1}\end{align*}
Soal-15: Jari-jari roda A, B dan C adalah 60 cm, 20 cm, dan 30 cm.
Roda B berputar dengan kecepatan sudut ωB = 3 rad/s. Maka kecepatan sudut roda C adalah ...rad/s.
A. 1
B. 4
C. 2
D. 5
E. 3
Penyelesaian Fisika: C
A dan B dengan sabuk, A dan C bersinggungan, maka: $v _A=v _B=v _C$ sehingga:\begin{align*} v_B&=v_C\\\omega _B.R_B&=\omega _C.R_C\\3.20&=\omega _C.30\\\omega _C&=2rad.s^{-1}\end{align*}
Soal-16: Roda A dan Roda B masing-masing memiliki jari-jari 15 cm dan 5 cm, dihubungkan dengan Belt.
Soal-1: Setiap benda bergerak melingkar beraturan akan memiliki...
A. Vektor kecepatannya konstan
B. Vektor percepatannya konstan
C. Gaya radialnya konstan
D. Kecepatan angulernya konstan
E. Percepatannya nol
Penyelesaian Fisika: D
Benda bergerak melingkar beraturan akan selalu memiliki kecepatan angulernya konstan.
Soal-2: Sebuah benda bergerak pada lintasan melingkar dan melakukan 50 putaran dalam waktu 5 sekon. Benda akan melakukan 25 putaran dalam waktu...detik.
A. 2,0
B. 10
C. 2,5
D. 15
E. 5,0
Penyelesaian Fisika: C
50 putaran = 5 sekon, maka 25 putaran = $\frac {1}{2}(50)$ =2,5sekon
Soal-3: Jarum putaran mesin pada speedometer sepeda motor menunjukkan angka 1200 rpm. Hal ini berarti kecepatan sudut mesin adalah...rad/s.
A. 20
B. 40π
C. 20π
D. 60
E. 40
Penyelesaian Fisika: B\begin{align*} 1200rpm&=\frac{1200\times 2\pi}{60}\\&=40\pi rad.s^{-1}\end{align*}
Soal-4: Sebutir debu berada di atas piringan yang sedang berputan dengan kecepatan sudut 8 rad/s. Debu mengalami kecepatan linier 1,6 m/s. Jarak butiran debu ke pusat putaran adalah...cm.
A. 5
B. 20
C. 10
D. 50
E. 15
Penyelesaian Fisika: B\begin{align*} v&=\omega .R\\R&=\frac{v}{\omega}=\frac{1,6}{8}\\&=0,2m=20cm\end{align*}
Soal-5: Kecepatan sudut sebuah benda adalah 20 rad/s. Benda berada 10 cm dari pusat putaran. Kecepatan linier benda tersebut adalah...m/s
A. 1
B. 4
C. 2
D. 5
E. 3
Penyelesaian Fisika: C\begin{align*} v&=\omega .R=20\times 0,1\\&=2ms^{-1}\end{align*}
Soal-6: Fungsi percepatan sentripetal pada sebuah benda yang bergerak melingkar beraturan adalah...
A. Menambah kecepatan benda.
B. Mempertahankan arah kecepatan benda
C. Mengubah arah kecepatan
D. Memberikan gaya tambahan
E. Mempertahankan kelajuan benda
Penyelesaian Fisika: C
Percepatan sentripetal pada benda yang bergerak melingkar beraturan berfungsi untuk mengubah arah kecepatan.
Soal-7: Untuk memperbesar percepatan sentripetal sebuah benda dapat dilakukan dengan cara...
A. Memperbesar massa benda.
B. Mengubah arah putaran benda.
C. Memperkecil massa benda.
D. Memperbesar kecepatan sudut benda.
E. Memperkecil kecepatan sudut benda.
Penyelesaian Fisika: D\begin{align*} a&=\frac{v^2}{R}=m\omega ^2 .R\end{align*} Untuk memperbesar percepatan sentripetal sebuah benda dapat dilakukan dengan cara: memperbesar kecepatan linier benda atau memperbesar kecepatan sudut benda
Soal-8: Sebuah benda bergerak melingkar beraturan dengan kelajuan 3 m/s, jari-jari lintasan 90 cm, maka besar percepatan sentripetal benda adalah...m/s2.
A. 3
B. 8
C. 4
D. 10
E. 6
Penyelesaian Fisika: D\begin{align*} a&=\frac{v^2}{R}\\&=\frac{3^2}{0,9}=10m.s^{-2}\end{align*}
Soal-9: Sebuah benda bergerak melingkar beraturan dengan kecepatan sudut ω, jari-jari lintasan R dan percepatan sentripetal a. Jika kecepatan sudut dijadikan 3ω, maka percepatan sentripetalnya menjadi...kali semula.
A. 3
B. 16
C. 4
D. 20
E. 9
Penyelesaian Fisika: E\begin{align*} \frac{a_1}{a_2}&=\left (\frac{\omega _1}{\omega _1} \right )^2\\\frac{a}{a_2}&=\left (\frac{\omega }{3\omega } \right )^2\\\frac{a}{a_2}&=\frac{1 }{9 }\\a_2&=9a \end{align*}
Soal-10: Sebuah bola bermassa 50 gram diikat dengan tali yang panjangnya 1 m dan diputar horisontal sehingga bola bergerak melingkar beraturan. Jika dalam waktu 12 sekon terjadi 6 putaran, percepatan sentripetal bola adalah...m/s2.
A. 10
B. 16
C. 12
D. 20
E. 15
Penyelesaian Fisika: A\begin{align*} f&=\frac{n}{t}=\frac{6}{12}\\f&=\frac{1}{2} =0,5 Hz\\a&=\omega ^2R=(2\pi f)^2R\\a&= \left (2\pi(0,5) \right )^2(1)\\a&= \pi^2\approx \textrm{10ms}^{-2}\end{align*}
Soal-11: Jari-jari roda sepeda motor 30 cm. jika sepeda motor tersebut telah menempuh jarak 60 m, maka roda sepeda sudah berputar sebanyak...kali.
A. 10/π
B. 200/π
C. 20/π
D. 400/π
E. 100/π
Penyelesaian Fisika: E\begin{align*} S&=\theta R\\\theta &=\frac{S}{R}\\\theta &=\frac{60}{0,3} =200rad\\\theta &=\frac{200}{2\pi} =\frac{200}{2\pi}\; put\\\theta &=\frac{100}{\pi}\; put\end{align*}
Soal-12: Sebuah roda sepeda motor sudah melakukan 200/π putaran. Diameter roda adalah 30 cm. Maka jarak tempuh roda tersebut adalah...m.
A. 60
D. 30
B. 50
E. 20
C. 40
Penyelesaian Fisika: A\begin{align*} \theta &=\frac{200}{\pi}\; put\\\theta &=\frac{200}{\pi}(2\pi)=400rad\\\\S&=\theta R\\S&=400\times 0,15\\S&=60m\end{align*}
Soal-13: Sebuah cakram berputar terhadap titik pusatnya. Titik A dan B berada pada cakram. Jarak A terhadap pusat cakram adalah 4 kali dari jarak B. Perbandingan laju linier A dengan B adalah...
A. 4 : 1
B. 1 : 2
C. 1 : 4
D. 1 : 1
E. 2 : 1
Penyelesaian Fisika: A\begin{align*} v&=\omega R\\\frac{v_a}{v_b}&=\frac{\omega_a R_a}{\omega _b R_b}\Rightarrow \omega_a =\omega _b\\\frac{v_a}{v_b}&=\frac{ R_a}{ R_b}\\\frac{v_a}{v_b}&=\frac{ 4R_b}{R_b}=\frac{ 4}{1}\end{align*}
Soal-14: Tiga buah roda disusun seperti gambar.
A dan B sepusat, sedangkan A dihubungkan ke C dengan sabuk. RA = 4 cm, RB = 2 cm, dan RC = 6 cm. Maka perbandingan kecepatan sudut ωA: ωC = ...
A. 1 : 3
B. 3 : 1
C. 2 : 1
D. 3 : 2
E. 2 : 3
Penyelesaian Fisika: B
A dan B sepusat, $\omega _A=\omega _B$ B dan C dengan sabuk, $v _B=v _C$ maka:\begin{align*} v_B&=v_C\\\omega _B.R_B&=\omega _C.R_C\\&\Rightarrow \omega _A=\omega _B\\\frac{\omega _A}{\omega _C}&=\frac{ R_C}{R_B}=\frac{6}{2}\\\frac{\omega _A}{\omega _C}&=\frac{3}{1}\end{align*}
Soal-15: Jari-jari roda A, B dan C adalah 60 cm, 20 cm, dan 30 cm.
Roda B berputar dengan kecepatan sudut ωB = 3 rad/s. Maka kecepatan sudut roda C adalah ...rad/s.
A. 1
B. 4
C. 2
D. 5
E. 3
Penyelesaian Fisika: C
A dan B dengan sabuk, A dan C bersinggungan, maka: $v _A=v _B=v _C$ sehingga:\begin{align*} v_B&=v_C\\\omega _B.R_B&=\omega _C.R_C\\3.20&=\omega _C.30\\\omega _C&=2rad.s^{-1}\end{align*}
Soal-16: Roda A dan Roda B masing-masing memiliki jari-jari 15 cm dan 5 cm, dihubungkan dengan Belt.
Bila Roda A diputar dengan kecepatan sudut ωA = 10 rad/s, maka Roda B akan berputar dengan kecepatan sudut adalah...
A. 15rad/s
B. 30rad/s
C. 35rad/s
D. 20rad/s
E. 25rad/s
Penyelesaian Fisika: B
A dan B dengan sabuk, $v _A=v _B$ maka: \begin{align*} v_A&=v_B\\\omega _A.R_A&=\omega _B.R_B\\10.15&=\omega _B.5\\\omega _B&=30rad.s^{-1}\end{align*}
Soal-17: Roda A diputar oleh motor listrik sehingga berputar dengan frekwensi 3500 rpm.
Roda A memiliki diameter 20 cm, sedangkan roda B memiliki dua jenis diameter. Diameter yang besar adalah 50 cm dan yang kecil 30 cm. Roda B kemudian dihubungkan ke roda C yang berdiameter 25 cm. Maka laju linier putaran roda C
A. 25 m/s
B. 22 m/s
C. 15 m/s
D. 12 m/s
E. 20 m/s
Penyelesaian Fisika:\begin{align*} \omega _A&=3500rpm\\\omega _A&=3500\times \frac{2\pi}{60}rad/s\\\omega _A&= \frac{350\pi}{3}rad.s^{-1}\end{align*}Untuk mempermudah, kita anggap saja roda B diameter besar sebagai roda D, sehingga: Roda A dan D pakai sabuk, maka $v _A=v _D$\begin{align*} v_A&=v_D\\\omega _AR_A&=\omega _D.R_D\\\frac{350\pi}{3}(10)&= \omega _D(25)\\\omega _D&=\frac{140\pi}{3}rad.s^{-1}\end{align*}Roda B dan D sepusat, maka $\omega _B=\omega _D$ maka \begin{align*} \omega_B&=\omega_D=\frac{140\pi}{3}rad.s^{-1}\end{align*}Roda B dan C pakai sabuk, maka $v _B=v _C$\begin{align*} v_C&=v_B\\v_C&=\omega_B.R_B\\v_C&=\frac{140\pi}{3}.0,15\\v_C&=7\pi\\v_C&=7\times \frac{22}{7}=22ms^{_1}\end{align*}
Soal-18: Suatu partikel mula-mula diam, kemudian bergerak melingkar dipercepat. Dalam waktu 5 detik, kecepatan sudutnya menjadi 20 rad/s. Maka percepatan sudut gerak benda tersebut adalah...rad/s2.
A. 2
B. 10
C. 4
D. 40
E. 5
Penyelesaian Fisika: C\begin{align*} \alpha &=\frac{\omega _t-\omega _o}{t}\\\alpha &=\frac{20-0}{5}\\&=4rad.s^{-2}\end{align*}
Soal-19: Perbandingan kecepatan sudut suatu jam dinding untuk jam : menit : detik adalah...
A. 1 : 6 : 12
B. 1 : 12 : 360
C. 1 : 12 : 18
D. 1 : 12 : 720
E. 1 : 12 : 3
Penyelesaian Fisika: D\[\small \begin{align*}\omega _j:\omega _m:\omega _s&=\frac{2\pi}{T_j}:\frac{2\pi}{T_m}:\frac{2\pi}{T_s}\\\omega _j:\omega _m:\omega _s&=\frac{1}{12\times 3600}:\frac{1}{60\times 60}:\frac{1}{1\times 60}\\\omega _j:\omega _m:\omega _s&=\frac{1}{720}:\frac{1}{60}:\frac{1}{1}\\\omega _j:\omega _m:\omega _s&=1:60:720\end{align*}\]
Soal-20: Suatu benda melakukan gerak melingkar dari keadaan diam dengan percepatan sudut 15 rad/s2. Jari-jari lintasan 10 cm. Di saat 0,4 sekon, percepatan total benda menjadi...m/s2.
A. 1,5
B. 3,9
C. 2,1
D. 5,1
E. 3,6
Penyelesaian Fisika: B\begin{align*}a_s&=\alpha .R\\a_t&=15(0,1)=1,5m.s^{-1}\\\Rightarrow t&=0,4s\\\omega _t&=\omega _o+\alpha .t\\\omega _t&=0+15 .0,4=6rad.s^{-1}\\\\a_s&=\omega ^2R=6^2(0,1)\\a_s&=3,6m.s^{-1}\\a&=\sqrt{a_t^2+a_s^2}\\a&=\sqrt{1,5^2+3,6^2}\approx 3,9m.s^{-1}\end{align*}Barangkali yang Anda cari ada di sini:
