Dinamika rotasi (momen inersia) – Pembahasan soal dan jawaban UN Fisika SMA/MA 2013
1. Soal UN Fisika SMA 2012/2013 SA 55 No.7
Dua buah bola yang dianggap sebagai partikel dihubungkan dengan seutas tali kawat seperti gambar. Bila massa bola P dan Q masing-masing 600 gram dan 400 gram, maka momen inersia sistem
A. 0,008 kg.m2
B. 0,076 kg.m2
C. 0,124 kg.m2
D. 0,170 kg.m2
E. 0,760 kg.m2
Pembahasan
Diketahui :
Massa bola P (mP) = 600 gram = 0,6 kg
Massa bola Q (mQ) = 400 gram = 0,4 kg
Jarak bola P dari sumbu rotasi (rP) = 20 cm = 0,2 meter
Jarak bola Q dari sumbu rotasi (rQ) = 50 cm = 0,5 meter
Ditanya : Momen inersia (I) sistem terhadap poros atau sumbu rotasi AB
Jawab :
Rumus momen inersia partikel :
I = m r2
Keterangan : I = momen inersia, m = massa partikel, r = jarak partikel dari sumbu rotasi
Momen inersia bola P
IP = (mP)(rP2) = (0,6)(0,2)2 = (0,6)(0,04) = 0,024 kg m2
Momen inersia bola Q
IQ = (mQ)(rQ2) = (0,4)(0,5)2 = (0,4)(0,25) = 0,1 kg m2
Momen inersia sistem partikel :
I = IP + IQ = 0,024 + 0,1 = 0,124 kg m2
Jawaban yang benar adalah C.
2. Soal UN Fisika SMA 2012/2013 SA 60 No.7
Dua buah bola yang dihubungkan dengan kawat (massa kawat diabaikan) disusun seperti gambar. Besar momen inersianya adalah…
A. 20 x 10-3 kg.m2
B. 25 x 10-3 kg.m2
C. 11 x 10-2 kg.m2
D. 55 x 10-2 kg.m2
E. 80 x 10-2 kg.m2
Pembahasan
Diketahui :
Massa bola A (mA) = 200 gram = 0,2 kg
Massa bola B (mB) = 400 gram = 0,4 kg
Jarak antara bola A dan sumbu rotasi (rA) = 0
Jarak antara bola B dan sumbu rotasi (rB) = 25 cm = 0,25 meter
Ditanya : Momen inersia (I) sistem
Jawab :
Momen inersia bola A
IA = (mA)(rA2) = (0,2)(0)2 = 0
Momen inersia bola B
IB = (mB)(rB2) = (0,4)(0,25)2 = (0,4)(0,0625) = 0,025 kg m2
Momen inersia sistem partikel :
I = IA + IB = 0 + 0,025 = 0,025 kg m2 = 25 x 10-3 kg m2
Jawaban yang benar adalah B.
3. Soal UN Fisika SMA 2012/2013 SA 65 No.7
Perhatikan gambar dua bola yang dihubungkan dengan seutas kawat. Panjang kawat = 12 m, l1
A. 52,6 kg m2
B. 41,6 kg m2
C. 34,6 kg m2
D. 22,4 kg m2
E. 20,4 kg m2
Pembahasan
Diketahui :
Massa bola A (mA) = 0,2 kg
Massa bola B (mB) = 0,6 kg
Jarak antara bola A dan sumbu rotasi (rA) = 4 meter
Jarak antara bola B dan sumbu rotasi (rB) = 12 – 4 = 8 meter
Ditanya : Momen inersia (I) sistem
Jawab :
Momen inersia bola A
IA = (mA)(rA2) = (0,2)(4)2 = (0,2)(16) = 3,2 kg m2
Momen inersia bola B
IB = (mB)(rB2) = (0,6)(8)2 = (0,6)(64) = 38,4 kg m2
Momen inersia sistem partikel :
I = IA + IB = 3,2 + 38,4 = 41,6 kg m2
Jawaban yang benar adalah B.
[wpdm_package id=’4356′]
(Jumlah halaman : 56)
Materi Pembahasan Soal :
- Pengukuran
- Vektor
- Gerak Lurus
- Gerak Melingkar Beraturan
- Hukum Newton
- Dinamika Rotasi
- Usaha dan Energi
- Elastisitas
- Momentum, Impuls dan Tumbukan
- Fluida Dinamis
- Suhu, Kalor dan Perpindahan Kalor
- Termodinamika
- Gelombang Mekanik
- Alat Optik
- Gelombang Cahaya
- Gelombang Bunyi
- Listrik Statis
- Listrik Dinamis
- Gaya Magnet
- Induksi Elektromagnetik
- Listrik Arus Bolak Balik
- Efek fotolistrik
- Relativitas Khusus
- Fisika Inti