Soal dan Penyelesaian Fisika SMA - Gerak Melingkar Vertikal adalah Gerak berupa lingkaran dengan arah vertikal. Contoh: sebuah benda diikat pada ujung sebuah tali kemudian diputar dalam arah vertikal, maka benda akan bergerak melingkar vertikal.
Ketika benda melakukan gerak melingkar vertikal, maka besar tegangan tali setiap kedudukan benda akan berbeda, termasuk pada titik terendah dan titik tertinggi. Ketika benda berada pada titik terendah, maka tegangan tali akan bernilai maksimum dan ketika benda berada pada titik tertinggi, maka tegangan tali akan bernilai minimum.
Berdasarkan gambar di atas, tegangan tali pada masing-masing titik sebagai berikut :
\[\\T=F\pm W\cos \theta \\\\F=m\frac v^2R=m\omega ^2R\\\\W=mg\]aturan penggunaan:
Jawaban Fisika Pak Dimpun:
$\displaystyle \\\Delta T=T_B-T_A\\\Delta T=F+W-(F+W) \\\Delta T=2mg\\\Delta T=2(0,2)10=4N$
2. Sebuah mobil melewati suatu gundukan jalan yang berupa busur lingkaran dengan jari-jari 8 m. Bila g = 10 m/s2. Berapakah kecepatan maksimum mobil saat melewati tempat tertinggi agar ban mobil tetap menyentuh jalan?
Jawaban Fisika Pak Dimpun: $\displaystyle \\v=\sqrtgR\\v=\sqrt10(8,1)\\v=\sqrt81\\v=9ms^-1$
3. Sebuah batu dengan massa 2 kg diikat dengan tali dan diputar sehingga lintasan berbentuk lingkaran vertikal dengan jari-jari 0,5 m. Jika kecepatan sudut batu 6 rad/det dan g = 10 m/det2, maka tegangan tali pada saat batu di titik tertinggi adalah ...
Jawaban Fisika Pak Dimpun:
$\displaystyle \\T_A=F-W\\T_A=m\omega ^2.R-mg\\T_A=2(6) ^2.(0,5)-2(10)\\T_A=16N$
4. Sebuah benda dengan massa 5 kg diikat dengan tali, berputar dalam suatu bidang vertikal. Lintasan dalam bidang itu adalah berjari-jari 1,5 m. Jika kecepatan sudut tetap 2 rad/det dan g = 10 m/det2, maka tegangan tali pada saat benda itu di titik terendah adalah ...
Jawaban Fisika Pak Dimpun:
$\displaystyle \\T_B=F+W\\T_B=m\omega ^2.R+mg\\T_A=5(2) ^2.(1,5)+5(10)\\T_B=80N$
Ketika benda melakukan gerak melingkar vertikal, maka besar tegangan tali setiap kedudukan benda akan berbeda, termasuk pada titik terendah dan titik tertinggi. Ketika benda berada pada titik terendah, maka tegangan tali akan bernilai maksimum dan ketika benda berada pada titik tertinggi, maka tegangan tali akan bernilai minimum.
Berdasarkan gambar di atas, tegangan tali pada masing-masing titik sebagai berikut :\[\\T=F\pm W\cos \theta \\\\F=m\frac v^2R=m\omega ^2R\\\\W=mg\]aturan penggunaan:
- gunakan + jika posisi benda di atas BD
- gunakan - bila posisi benda di bawah BD
- θ, sudut yang dibuat tali dengan garis AC
- di Titik Tertinggi (A);$\displaystyle \\T_A=F- W$
- di Titik Terendah (C);$\displaystyle \\T_C=F+ W$
- di titik B; $\displaystyle \\T_B=F$
- di titik F; $\displaystyle \\T_A=F- W\cos \theta$
- di Titik Tertinggi (A);$\displaystyle \\v=\sqrtgR$
- di Titik Terendah (C);$\displaystyle \\v=\sqrt5gR$
Soal Gerak Melingkar Vertikal dan Penyelesaian:
1. Sebuah benda bermassa 0,2kg diikat dengan seutas tali kemudian diputar secara vertikal sehingga benda bergerak melingkar dengan jari-jari 30 cm dan kecepatan 6 m/s. Tentukan selisih tegangan tali di titik tertinggi dengan tegangan tali di titik terendah.Jawaban Fisika Pak Dimpun:
$\displaystyle \\\Delta T=T_B-T_A\\\Delta T=F+W-(F+W) \\\Delta T=2mg\\\Delta T=2(0,2)10=4N$
2. Sebuah mobil melewati suatu gundukan jalan yang berupa busur lingkaran dengan jari-jari 8 m. Bila g = 10 m/s2. Berapakah kecepatan maksimum mobil saat melewati tempat tertinggi agar ban mobil tetap menyentuh jalan?
Jawaban Fisika Pak Dimpun: $\displaystyle \\v=\sqrtgR\\v=\sqrt10(8,1)\\v=\sqrt81\\v=9ms^-1$
3. Sebuah batu dengan massa 2 kg diikat dengan tali dan diputar sehingga lintasan berbentuk lingkaran vertikal dengan jari-jari 0,5 m. Jika kecepatan sudut batu 6 rad/det dan g = 10 m/det2, maka tegangan tali pada saat batu di titik tertinggi adalah ...
Jawaban Fisika Pak Dimpun:
$\displaystyle \\T_A=F-W\\T_A=m\omega ^2.R-mg\\T_A=2(6) ^2.(0,5)-2(10)\\T_A=16N$
4. Sebuah benda dengan massa 5 kg diikat dengan tali, berputar dalam suatu bidang vertikal. Lintasan dalam bidang itu adalah berjari-jari 1,5 m. Jika kecepatan sudut tetap 2 rad/det dan g = 10 m/det2, maka tegangan tali pada saat benda itu di titik terendah adalah ...
Jawaban Fisika Pak Dimpun:
$\displaystyle \\T_B=F+W\\T_B=m\omega ^2.R+mg\\T_A=5(2) ^2.(1,5)+5(10)\\T_B=80N$
Post a Comment (0)