SOAL DAN PENYELESAIAN UJI KOMPETENSI KESETIMBANGAN DAN GERAK ROTASI
Uji Kompetensi Bab 1 soal nomor 1. Batang OP panjangnya l = 50 cm (0,5m), sebuah gaya F = 4 N bekerja pada tengah-tengah batang.
Jika di titik O terdapat sebuah engsel, momen gaya oleh F terhadap titik O adalah....
a. 0,5 Nm
b. 1,0 Nm
c. 1,5 Nm
d. 2,0 Nm
e. 4,0 Nm
Penyelesaian Fisika:
Momen gaya oleh F terhadap titik O:
\begin{align*}\tau &= r \times F\\\tau &= \frac {1}{2} l \times 4 \\\tau &= \frac {1}{2} (\frac {1}{2} ) \times 4 \\\tau &= \frac {1}{4} \times 4 \\\tau & = 1 Nm\end{align*}
Uji Kompetensi Bab 1 soal nomor 2. Sebuah batang OP beratnya w = 20 N, panjangnya 2 m, gaya berat w sempurna berada diantara titik O dan P.
Ujung P diikat dengan tali ke dinding. Tegangan tali T = 7,5 N. Momen gaya oleh w dan T terhadap engsel di O adalah.....
a. 10 Nm dan -10 Nm
b. -10 Nm dan 10 Nm
c. 12 Nm dan -12 Nm
d. -12 Nm dan 12 Nm
e. 20 Nm dan -20 Nm
Penyelesaian Fisika:
Kita sepakati dulu arah momen gaya yang kita pakai,
- Searah putaran jarum jam, momen gaya positip
- Berlawanan arah putaran jarum jam, momen gaya negatip
- Momen gaya oleh w: \begin{align*}\tau &= W . \sin 37^o (OQ) \\\tau &= W . \sin 37^o \left (\frac {1}{2}l\right ) \\\tau & = 20 . 0,6 \left (\frac {1}{2}(2)\right ) \\\tau & = 12 Nm\end{align*}
- Momen gaya oleh T: \begin{align*}\tau &= T . \cos 37^o(OP)\\\tau & = -7,5 . (0,8) 2 \\\tau & = -12 Nm\end{align*}
Uji Kompetensi Bab 1 soal nomor 3. Pada sebuah benda bekerja sebuah gaya dan sebuah kopel yang besarnya masing-masing 100 N dan 40 Nm. Diketahui juga jarak antara kedua gaya penyusun kopel tersebut 8 cm. Setelah gaya dan kopel tersebut dijumlahkan, titik tangkap gaya resultannya akan berpindah. Perpindahan titik tangkapnya adalah....
a. 4 cm
b. 8 cm
c. 12 cm
d. 40 cm
e. 80 cm
Penyelesaian Fisika:
\begin{align*}M&=r\times F\\r&=\left | \frac{M}{F} \right |\\r&=\left | \frac{40}{100} \right |\\r&=0,4m=40cm\end{align*}
Uji Kompetensi Bab 1 soal nomor 4. Sebuah katrol dari benda pejal dengan tali yang dililitkan pada sisi luarnya ditampilkan menyerupai gambar.
Gesekan katrol diabaikan. Jika momen inersia katrol I = β dan tali ditarik dengan gaya tetap F, maka nilai F setara dengan....
a. F = αβ R
b. F= αβ² R
c. F = α (βR)-1
d. F = α β (R)-1
e. F = R (α β)-1
Penyelesaian Fisika:
Jumlah momen gaya di pusat katrol atau di sumbu putar = 0.\begin{align*}\Sigma \tau & = I . \alpha \Rightarrow I = \beta \\F. R &= \beta . \alpha \\F &= \frac{\beta . \alpha}{R}\\F &= \alpha.\beta . R^{-1} \end{align*}
Uji Kompetensi Bab 1 soal nomor 5. Tiga gaya F1, F2, dan F3 bekerja pada batang menyerupai gambar berikut.
Jika massa batang diabaikan dan panjang batang 4 m, maka nilai momen gaya terhadap sumbu putar dititik C adalah.... (AB = BC = CD = DE = 1m).a. 12 Nm
b. 8 Nm
c. 6 Nm
d. 2 Nm
e. Nol
Penyelesaian Fisika:
Jumlah momen gaya di titik C: \begin{align*}
\Sigma \tau _c&=F_2(BC)+F_3(CE)-F_1\sin 53(CE)\\\Sigma \tau _c&=0,4(1)+4,8(2)-5(0,8)(2)\\\Sigma \tau _c&=0,4+9,6-8\\\Sigma \tau _c&=2Nm\end{align*}Lanjut ke: Soal nomor 5 sampai 10
