نمونه سوالات گشتاور

10 نمونه سوالات گشتاور

1. Batang AB massanya dapat diabaikan. Jika F_R adalah resultan ketiga gaya F₁، F₂ و اف₃, maka besar gaya F₂ dan jarak x adalah …

A. 50 N ke bawah dan 0,5 m di kiri A

B. 50 N ke atas dan 0,5 m di kanan A

C. 50 N ke atas dan 0,75 m di kiri A

D. 50 N ke bawah dan 0,75 m di kanan A

E. 50 N ke atas dan 0,2 m di kanan A

پمباهاسان

معلوم است که:

Resultan gaya (F_R) = 40 نیوتن

F₁ = 10 نیوتن

F₃ = 20 نیوتن

پرسیده شد: بزرگی نیروی F₂ dan jarak x

جواب:

Hitung besar gaya F₂ :

گایا yang arahnya ke atas bertanda positif, gaya yang arahnya ke bawah bertanda negatif.

ΣF = 0 (batang diam dan tidak bergerak)

- F_R + اف₁ + اف₂ - F₃ = 0

– 40 + 10 + F₂ - 20 = 0

– 30 + F₂ - 20 = 0

– 50 + F₂ = 0

F₂ = 50 نیوتن, bertanda positif karenanya arah gaya ke atas.

Hitung jarak x :

Pilih titik A sebagai sumbu rotasi.

τ₁ = اف₁ l₁ = (10 نیوتن)(1 متر) = 10 نیوتن متر

Torsi 1 positif karena menyebabkan rotasi batang AB berlawanan dengan rotasi jarum jam.

τ₂ = اف₂ x = (50)(x) = 50x Nm

Torsi 1 positif karena menyebabkan rotasi batang AB berlawanan dengan rotasi jarum jam.

τ₃ = اف₃ x = (20 N)(1,75 m) = -35 Nm

Torsi 1 negatif karena menyebabkan rotasi batang AB searah dengan rotasi jarum jam.

Resultan Torsi :

Στ = 0 (batang diam dan tidak berotasi)

10 + 50x – 35 = 0

50 برابر - 25 = 0

50x = 25

x = 25/50

ایکس = 0,5 متر

جواب صحیح B است.

2. Gaya F₁، F₂، F₃و اف₄ bekerja pada batang ABCD seperti gambar! Jika massa batang diabaikan, maka nilai لحظه سبک terhadap titik A adalah…..

A. 15 N.m

B. 18 N.m

C. 35 N.m

D. 53 N.m

E. 68 N.m

پمباهاسان

Sumbu rotasi adalah titik A.

معلوم است که:

Gaya F₁ = 10 N, lengan gaya l₁ = 0

Gaya F₂ = 4 N, lengan gaya l₂ = 2 متر

Gaya F₃ = 5 N, lengan gaya l₃ = 3 متر

Gaya F₄ = 10 N, lengan gaya l₄ = 6 متر

پرسیده شد: Momen gaya terhadap titik A

جواب:

Momen gaya 1 (τ₁) = F₁ l₁ = (10)(0) =

Momen gaya 2 (τ₂) = F₂ l₂ = (4)(2) = -8 Nm

Momen gaya 3 (τ₃) = F₃ l₃ = (5)(3) = 15 Nm

Momen gaya 4 (τ₄) = F₄ l₄ = (10)(6) = -60 Nm

Momen gaya bertanda positif jika gaya menyebabkan batang berotasi berlawanan putaran jarum jam.

Momen gaya bertanda negatif bila gaya menyebabkan batang berotasi searah putaran jarum jam.

گشتاور نیروی حاصل:

τ = 0 – 8 Nm + 15 Nm – 60 Nm

τ = -68 Nm + 15 Nm

τ = -53 Nm

Tanda negatif artinya batang berotasi searah putaran jarum jam.

جواب صحیح D است.

3. Sebuah batang yang diabaikan massanya dipengaruhi tiga buah gaya F_A = اف_C = ۱۴ شمال و جنوب_B = 20 N seperti gambar. Jika jarak AB = BC = 20 cm, maka besar momen gaya terhadap titik C adalah…

A. 0 Nm

B. 1 Nm

C. 4 Nm

D. 6 Nm

E. 8 Nm

پمباهاسان

شناخته شده است :

Sumbu rotasi terletak di titik C.

Jarak antara F_A dan sumbu rotasi (r_AC) = 40 سانتی‌متر = 0,4 متر

Jarak antara F_B dan sumbu rotasi (r_BC) = 20 سانتی‌متر = 0,2 متر

Jarak antara F_C dan sumbu rotasi (r_CC) = ۶ سانتی‌متر

F_A = ۶۰۰ نیوتن

F_B = ۶۰۰ نیوتن

F_C = ۶۰۰ نیوتن

پرسیده شد : Resultan momen gaya jika batang diputar pada poros di C

جواب :

Hitung momen gaya yang ditimbulkan oleh masing-masing gaya.

Momen gaya A

Στ_A = (ف_A)(ر_AC گناه ۳۰^o) = (10 نیوتن)(0,4 متر)(1) = -4 نیوتن متر

Momen gaya A bertanda negatif karena arah rotasi batang yang ditimbulkan oleh momen gaya A searah dengan putaran jarum jam.

Momen gaya B

Στ_B = (ف_B)(ر_BC گناه ۳۰^o) = (20 نیوتن)(0,2 متر)(1) = 4 نیوتن متر

Momen gaya B bertanda positif karena arah rotasi batang yang ditimbulkan oleh momen gaya B berlawanan arah dengan putaran jarum jam.

Momen gaya C

Στ_C = (ف_C)(ر_CC گناه ۳۰^o) = (10 N)(0)(1) = 0

Momen gaya C bertanda bernilai 0 karena gaya F_C berhimpit dengan sumbu rotasi

Resultan momen gaya

Στ = Στ₁ + Στ₂ + Στ₃

Στ = -4 + 4 + 0

Στ = 0 N.m

جواب صحیح الف است.

4. Sebuah tongkat panjangnya 50 cm terdapat 3 gaya yang sama besarnya seperti pada gambar berikut. Jika tongkat diputar dengan poros putar di titik C, maka besar momen gaya total adalah…

A. 1 Nm

B. 3 Nm

C. 4 Nm

D. 5 Nm

E. 6 Nm

پمباهاسان

شناخته شده است :

Sumbu rotasi terletak di titik C.

Jarak antara F₁ dan sumbu rotasi (r₁) = 30 سانتی‌متر = 0,3 متر

Jarak antara F₂ dan sumbu rotasi (r₂) = 10 سانتی‌متر = 0,1 متر

Jarak antara F₃ dan sumbu rotasi (r₃) = 20 سانتی‌متر = 0,2 متر

F₁ = ۶۰۰ نیوتن

F₂ = ۶۰۰ نیوتن

F₃ = ۶۰۰ نیوتن

پرسیده شد : Resultan momen gaya jika batang diputar pada poros di C

جواب :

Hitung momen gaya yang ditimbulkan oleh masing-masing gaya.

Momen gaya 1

Στ₁ = (ف₁)(ر₁ گناه ۳۰^o) = (10 نیوتن)(0,3 متر)(1) = -3 نیوتن متر

Momen gaya 1 bertanda negatif karena arah rotasi batang yang ditimbulkan oleh momen gaya 1 searah dengan putaran jarum jam.

Momen gaya 2

Στ₂ = (ف₂)(ر₂ گناه ۳۰^o) = (10 نیوتن)(0,1 متر)(1) = 1 نیوتن متر

Momen gaya 2 bertanda positif karena arah rotasi batang yang ditimbulkan oleh momen gaya 2 berlawanan arah dengan putaran jarum jam.

Momen gaya 3

Στ₃ = (ف₃)(ر₃ گناه ۳۰^o) = (10 نیوتن)(0,2 متر)(0,5) = -1 نیوتن متر

Momen gaya 3 bertanda negatif karena arah rotasi batang yang ditimbulkan oleh momen gaya 3 searah dengan putaran jarum jam.

Resultan momen gaya

Στ = Στ₁ + Στ₂ + Στ₃

Στ = -3 + 1 – 1

Στ = -3 N.m

Besar resultan momen gaya adalah 3 Newton meter. Resultan momen gaya bertanda negatif artinya arah rotasi batang yang ditimbulkan oleh resultan momen gaya, sama dengan arah rotasi jarum jam.

جواب صحیح B است.

5. Tiga gaya F₁، F₂و اف₃ bekerja pada batang seperti pada gambar berikut. Jika massa batang diabaikan dan panjang batang 4 meter, maka nilai momen gaya terhadap sumbu putar di titik C adalah…. (sin 53^o = ۰.۶، کسنوس ۳۷^o = 0,6, AB = BC = CD = DE = 1 meter)

A. 12 N.m

B. 8 N.m

C. 6 N.m

D. 2 N.m

E. Nol

پمباهاسان

معلوم است که:

Sumbu putar di titik C.

سبک ۱ (F₁) = ۷۰ نیوتن

فاصله بین نقاط کاری F₁ با محور چرخش (r₁) = 2 متر

سبک ۱ (F₂) = ۷۰ نیوتن

فاصله بین نقاط کاری F₂ با محور چرخش (r₂) = 1 متر

سبک ۱ (F₃) = ۷۰ نیوتن

فاصله بین نقاط کاری F₃ با محور چرخش (r₃) = 2 متر

پرسیده شد: Nilai momen gaya terhadap sumbu putar di titik C

جواب:

گشتاور نیرو ۱:

τ₁ = اف₁ r sin 53^o = (5 N)(2 m)(0,8) = (10)(0,8) N = 8 N

گشتاور نیروی ۲ باعث چرخش میله در خلاف جهت عقربه‌های ساعت می‌شود، بنابراین گشتاور نیروی ۲ علامت مثبت دارد.

گشتاور نیرو ۱:

τ₂ = اف₂ r sin 90^o = (0,4 N)(1 m)(1) = -0,4 N

Momen gaya 2 menyebabkan batang berotasi searah dengan rotasi jarum jam sehingga momen gaya 2 bertanda negatif.

گشتاور نیرو ۱:

τ₃ = اف₃ r sin 90^o = (4,8 N)(2 m)(1) = -9,6 N

Momen gaya 3 menyebabkan batang berotasi searah dengan rotasi jarum jam sehingga momen gaya 3 bertanda negatif.

گشتاور نیروی حاصل:

∑τ = τ₁ – τ₂ – τ₃ = 8 – 0,4 – 9,6 = 8 – 10 = -2 N.m

Besar momen gaya adalah 2 Newton meter. Momen gaya bertanda negatif artinya rotasi batang searah dengan rotasi jarum jam.

جواب صحیح D است.

6. Besar resultan momen gaya terhadap poros di titik O oleh gaya-gaya yang bekerja pada batang jika massanya diabaikan adalah….

A. 7,5 Nm

B. 4 Nm

C. 3,5 Nm

D. 3 Nm

E. 2 Nm

پمباهاسان

معلوم است که:

محور چرخش در نقطه O قرار دارد.

سبک ۱ (F₁) = ۷۰ نیوتن

فاصله بین نقاط کاری F₁ با محور چرخش (r₁) = 1 متر

سبک ۱ (F₂) = ۷۰ نیوتن

فاصله بین نقاط کاری F₂ با محور چرخش (r₂) = 2 متر

سبک ۱ (F₃) = ۷۰ نیوتن

فاصله بین نقاط کاری F₃ با محور چرخش (r₃) = 2 متر

پرسیده شد: Nilai momen gaya terhadap sumbu putar di titik C

جواب:

گشتاور نیرو ۱:

τ₁ = اف₁ l₁ = (6 نیوتن)(1 متر) = 6 نیوتن متر

گشتاور نیروی ۲ باعث چرخش میله در خلاف جهت عقربه‌های ساعت می‌شود، بنابراین گشتاور نیروی ۲ علامت مثبت دارد.

گشتاور نیرو ۱:

τ₂ = اف₂ r₂ گناه ۳۰^o = (6 N)(2 m)(0,5)= 6 Nm

گشتاور نیروی ۲ باعث چرخش میله در خلاف جهت عقربه‌های ساعت می‌شود، بنابراین گشتاور نیروی ۲ علامت مثبت دارد.

گشتاور نیرو ۱:

τ₃ = اف₃ l₃ = (4 N)(2 m) = -8 Nm

Momen gaya 3 menyebabkan batang berotasi searah dengan rotasi jarum jam sehingga momen gaya 3 bertanda negatif.

گشتاور نیروی حاصل:

∑τ = τ₁ + τ₂ - تی₃ = 6 + 6 – 8 = 4 N.m

Besar momen gaya adalah 4 Newton meter. Momen gaya bertanda positif artinya rotasi batang berlawanan arah dengan rotasi jarum jam.

جواب صحیح B است.

7. Batang AB yang massanya diabaikan diletakkan mendatar dan dikerjakan tiga buah gaya seperti gambar. Resultan momen gaya yang bekerja pada batang jika diputar pada poros di D adalah… (sin 53^o = 0,8)

الف. ۱۰۰۰۰ نیوتن متر
ب. ۱۵۰۰۰ نیوتن متر
ج. 30،000 نیوتن متر
د. ۶۰،۰۰۰ نیوتن متر
E. ۹۰۰۰۰ نیوتن متر

پمباهاسان
شناخته شده است :
Sumbu rotasi atau poros terletak di titik D.
F₁ = 10 N dan l₁ = ر₁ sin θ = (40 سانتی‌متر)(sin 53)^o) = (0,4 m)(0,8) = 0,32 meter
F₂ = 10√2 N  dan l₂ = ر₂ sin θ = (20 سانتی‌متر)(sin 45)^o) = (0,2 m)(0,5√2) = 0,1√2 meter
F₃ = 20 N dan l₃ = ر₁ sin θ = (10 سانتی‌متر)(sin 90)^o) = (0,1 m)(1) = 0,1 meter
پرسیده شد : Resultan momen gaya
جواب :

(positif karena momen gaya ini menyebabkan balok berotasi berlawanan dengan arah putaran jarum jam)

(negatif karena momen gaya ini menyebabkan balook berotasi searah putrana jarum jam)

(positif karena momen gaya ini menyebabkan balok berotasi berlawanan dengan arah putaran jarum jam)
گشتاور نیروی حاصل:

8. Batang AB yang massanya diabaikan diletakkan mendatar dan dikerjakan tiga buah gaya seperti gambar. Resultan momen gaya yang bekerja pada batang jika diputar pada poros di D adalah… (sin 53^o = 0,8)

A. 2,4 N.m
B. 2,6 N.m
C. 3,0 N.m
D. 3,2 N.m
E. 3,4 N.m

پمباهاسان
شناخته شده است :
Sumbu rotasi terletak di D.
Jarak antara F₁ dan sumbu rotasi (r_AD) = 40 سانتی‌متر = 0,4 متر
Jarak antara F₂ dan sumbu rotasi (r_BD) = 20 سانتی‌متر = 0,2 متر
Jarak antara F₃ dan sumbu rotasi (r_CD) = 10 سانتی‌متر = 0,1 متر
F₁ = ۶۰۰ نیوتن
F₂ = ۹.۸√۳ نیوتن
F₃ = ۶۰۰ نیوتن
بدون 53^o = 0,8
پرسیده شد : Resultan momen gaya jika batang diputar pada poros di D
جواب :

Hitung momen gaya yang ditimbulkan oleh masing-masing gaya.
Momen gaya 1
Momen gaya 1 bertanda positif karena arah rotasi batang yang ditimbulkan oleh momen gaya 1 berlawanan arah dengan putaran jarum jam.
Momen gaya 2
Momen gaya 2 bertanda negatif karena arah rotasi batang yang ditimbulkan oleh momen gaya 2 searah dengan putaran jarum jam.
Momen gaya 3
Momen gaya 3 bertanda positif karena arah rotasi batang yang ditimbulkan oleh momen gaya 3 berlawanan arah dengan putaran jarum jam.
Resultan momen gaya
جواب صحیح D است.

9. Sebuah batang yang diabaikan massanya dipengaruhi tiga buah gaya F_A = اف_C = ۱۴ شمال و جنوب_B = 20 N seperti gambar. Jika jarak AB = BC = 20 cm, maka besar لحظه سبک terhadap titik C adalah…

A. 0 Nm
B. 1 Nm
C. 4 Nm
D. 6 Nm
E. 8 Nm

پمباهاسان
شناخته شده است :
Sumbu rotasi terletak di titik C.
Jarak antara F_A dan sumbu rotasi (r_AC) = 40 سانتی‌متر = 0,4 متر
Jarak antara F_B dan sumbu rotasi (r_BC) = 20 سانتی‌متر = 0,2 متر
Jarak antara F_C dan sumbu rotasi (r_CC) = ۶ سانتی‌متر
F_A = ۶۰۰ نیوتن
F_B = ۶۰۰ نیوتن
F_C = ۶۰۰ نیوتن
پرسیده شد : Resultan momen gaya jika batang diputar pada poros di C
جواب :
Hitung momen gaya yang ditimbulkan oleh masing-masing gaya.
Momen gaya A
Momen gaya A bertanda negatif karena arah rotasi batang yang ditimbulkan oleh momen gaya A searah dengan putaran jarum jam.
Momen gaya B
Momen gaya B bertanda positif karena arah rotasi batang yang ditimbulkan oleh momen gaya B berlawanan arah dengan putaran jarum jam.
Momen gaya C

Momen gaya C bertanda bernilai 0 karena گایا F_C berhimpit dengan sumbu rotasi
Resultan momen gaya
جواب صحیح الف است.

10. Sebuah tongkat panjangnya 50 cm terdapat 3 gaya yang sama besarnya seperti pada gambar berikut. Jika tongkat diputar dengan poros putar di titik C, maka besar momen gaya total adalah…

A. 1 Nm
B. 3 Nm
C. 4 Nm
D. 5 Nm
E. 6 Nm
پمباهاسان
شناخته شده است :
Sumbu rotasi terletak di titik C.
Jarak antara F₁ dan sumbu rotasi (r₁) = 30 سانتی‌متر = 0,3 متر
Jarak antara F₂ dan sumbu rotasi (r₂) = 10 سانتی‌متر = 0,1 متر
Jarak antara F₃ dan sumbu rotasi (r₃) = 20 سانتی‌متر = 0,2 متر
F₁ = ۶۰۰ نیوتن
F₂ = ۶۰۰ نیوتن
F₃ = ۶۰۰ نیوتن
پرسیده شد : Resultan momen gaya jika batang diputar pada poros di C
جواب :
Hitung momen gaya yang ditimbulkan oleh masing-masing gaya.
Momen gaya 1
Momen gaya 1 bertanda negatif karena arah rotasi batang yang ditimbulkan oleh momen gaya 1 searah dengan putaran jarum jam.
Momen gaya 2
Momen gaya 2 bertanda positif karena arah rotasi batang yang ditimbulkan oleh momen gaya 2 berlawanan arah dengan putaran jarum jam.
Momen gaya 3
Momen gaya 3 bertanda negatif karena arah rotasi batang yang ditimbulkan oleh momen gaya 3 searah dengan putaran jarum jam.
Resultan momen gaya
Besar resultan momen gaya adalah 3 Newton meter. Resultan momen gaya bertanda negatif artinya arah rotasi batang yang ditimbulkan oleh resultan momen gaya, sama dengan arah rotasi jarum jam.
جواب صحیح B است.

https://gurumuda.net/physics/the-magnitude-of-net-torque-problems-and-solutions.htm

منبع سوال:

سوالات فیزیک آزمون سراسری برای دبیرستان/هنرستان فنی و حرفه ای