Materi :
Kesetimbangan Benda Tegar
Pengantar Materi
Keseimbangan benda tegar adalah kondisi di mana momentum suatu benda bernilai nol. Artinya, jika awalnya suatu benda diam, benda tersebut akan cenderung untuk diam. Jika ditinjau dari sistem partikel, syarat keseimbangan yang berlaku pada benda hanya syarat keseimbangan translasi
Latihan Soal Pilihan Ganda
Sebuah tangga homogen panjang 5 m dan massa 15 kg disandarkan pada dinding licin dengan sudut 53° terhadap lantai kasar (μs = 0,5). Seorang teknisi bermassa 60 kg berdiri pada jarak x dari ujung bawah tangga. Sistem tepat akan tergelincir. Diketahui g = 10 m/s², sin 53° = 0,8 dan cos 53° = 0,6.
Nilai x maksimum adalah…
A. 1,5 m
B. 2,0 m
C. 2,5 m
D. 3,0 m
E. 3,5 m
Sebuah batang panjang L bermassa M diputar pada salah satu ujungnya. Sebuah gaya konstan F bekerja tegak lurus pada ujung bebas batang. Jika batang mula-mula diam, maka kecepatan sudutnya setelah berputar sudut θ adalah…
A. √(2Fθ/ML)
B. √(3Fθ/ML)
C. √(6Fθ/ML)
D. √(3Fθ/2ML)
E. √(Fθ/ML)
Sebuah silinder pejal dan bola pejal bermassa serta berjari-jari sama menggelinding tanpa slip dari ketinggian yang sama.
Besar perbandingan waktu tempuh silinder terhadap bola adalah…
A. 1 : 1
B. √(5/4) : 1
C. 1 : √(5/4)
D. √(3/2) : 1
E. 1 : √(3/2)
Sebuah cakram bermassa 2 kg dan berjari-jari 0,5 m diberi torsi konstan 4 N·m.
Percepatan sudut cakram adalah…
A. 4 rad/s²
B. 6 rad/s²
C. 8 rad/s²
D. 12 rad/s²
E. 16 rad/s²
Sebuah batang homogen panjang 4 m ditopang di kedua ujungnya. Sebuah beban 40 kg diletakkan 1 m dari ujung kiri. Massa batang 20 kg.
Gaya reaksi pada ujung kanan adalah…
A. 200 N
B. 250 N
C. 300 N
D. 350 N
E. 400 N
Sebuah roda berputar dengan kecepatan sudut awal 30 rad/s dan momen inersia 4 kg·m². Roda dihentikan oleh torsi pengereman konstan 60 N·m.
Waktu yang diperlukan hingga berhenti adalah…
A. 1 s
B. 2 s
C. 3 s
D. 4 s
E. 5 s
Sebuah benda menggelinding tanpa slip. Jika energi kinetik rotasinya sama dengan energi kinetik translasinya, maka momen inersia benda berbentuk…
A. MR²
B. 1/2 MR²
C. 2/3 MR²
D. 2MR²
E. 1/3 MR²
Sebuah batang panjang L digantung pada titik yang berjarak L/3 dari ujungnya. Pusat massa berada di tengah batang.
Percepatan sudut awal saat dilepas dari posisi horizontal adalah…
A. 3g/2L
B. g/L
C. 3g/4L
D. 2g/L
E. 5g/4L
Sebuah piringan pejal dan cincin tipis bermassa sama diputar dengan energi kinetik rotasi yang sama.
Perbandingan kecepatan sudut piringan terhadap cincin adalah…
A. 1 : 1
B. √2 : 1
C. 1 : √2
D. 2 : 1
E. 1 : 2
Sebuah cakram mula-mula diam dikenai torsi yang berubah terhadap waktu menurut τ = kt. Jika momen inersia I, maka kecepatan sudut setelah waktu T adalah…
A. kT/I
B. kT²/I
C. kT²/2I
D. kT³/I
E. kT³/3I
Yuk share dan diskusikan jawabanmu di Kolom Komentar!!
Latihan Soal Essay
Sebuah batang homogen panjang L dan massa M digantung pada salah satu ujungnya. Batang dilepas dari posisi horizontal. Tentukan kecepatan sudut batang saat melewati posisi vertikal menggunakan pendekatan energi mekanik.
Sebuah silinder pejal menggelinding tanpa slip menuruni bidang miring sudut θ. Turunkan hubungan percepatan linier silinder terhadap percepatan gravitasi.
Sebuah tangga bersandar pada dinding kasar dan lantai kasar. Turunkan syarat koefisien gesek minimum agar tangga tetap setimbang ketika seseorang berdiri di tengah tangga.
Dua benda, yaitu cincin tipis dan bola pejal, dilepas dari ketinggian yang sama pada lintasan miring identik. Bandingkan distribusi energi kinetik keduanya saat mencapai dasar lintasan.
Sebuah cakram berputar dengan kecepatan sudut ω0. Sebuah massa kecil ditempatkan pada tepi cakram sehingga momen inersia sistem bertambah dua kali lipat. Tentukan kecepatan sudut baru sistem dengan prinsip kekekalan momentum sudut.
Sebuah batang panjang L memiliki distribusi massa tidak merata sehingga pusat massanya berada pada jarak L/4 dari salah satu ujung. Jika batang digantung pada ujung tersebut dan dilepas, tentukan percepatan sudut awalnya.
Sebuah sistem katrol bermassa tidak dapat diabaikan digunakan untuk mengangkat beban. Turunkan persamaan percepatan sistem dengan mempertimbangkan momen inersia katrol.
Sebuah benda menggelinding tanpa slip. Tunjukkan hubungan antara percepatan sudut dan percepatan linier serta kaitannya dengan gaya gesek statis.
Sebuah roda berputar kemudian diberi torsi pengereman konstan. Turunkan hubungan antara sudut yang ditempuh hingga berhenti dengan kecepatan sudut awal dan torsi pengereman.
Sebuah benda tegar berada pada kesetimbangan netral. Berikan contoh sistem nyata dan uraikan kondisi pusat massa serta bidang tumpu yang menyebabkan keadaan tersebut.
Yuk share dan diskusikan jawabanmu di Kolom Komentar!!
Ingin Kembangkan Prestasi dan Kemampuanmu?
Yuk! Ikutan kompetisi online gratis dan terpercaya yang diselenggarakan oleh Lembaga Profesional dan terdaftar di SIMT PUSPRESNAS berikut ini:
Nama Lembaga |
Website |
Tingkat Kompetisi |
Bukti Kurasi |
|---|---|---|---|
Mengapa Harus Daftar Kompetisi Kami?
Pendaftaran Gratis
Pendaftaran Kompetisi dan Olimpiade GRATIS tanpa syarat apapun.
Apresiasi Juara Gratis
Apresiasi juara juga GRATIS tanpa perlu membayar klaim hingga ratusan ribu loh.
Beasiswa hingga Kuliah
Tersedia Beasiswa Khusus Alumni yang diberikan hingga kuliah loh!.
Pendukung Japres & SNBP
Piagam bisa digunakan untuk Jalur Prestasi, Beasiswa dan SNBP loh.
Sudah Ribuan Alumni
Sudah diikuti banyak alumni yang tersebar di seluruh Indonesia dan luar negeri.
Dikelola secara Syariah
Pengelolaan hadiah dan apresiasi dikelola secara terpisah dan sesuai syariah.
Bantuan Kurasi Prestasi
Tersedia layanan bantuan dan panduan kurasi prestasi peserta loh.
Legalitas Terjamin
Lembaga penyelenggara telah terdaftar di kementerian dan SIMT Kurasi.
Tunggu apalagi? Ingin kejar tiket SPMB Jalur Prestasi atau SNBP di tahun depan? segera gabung dan daftarkan dirimu sekarang juga!. Prestasi itu tidak ada yang instan loh! Mulai dan persiapkan versi terbaikmu mulai dari sekarang juga!.