ຕົວຢ່າງຄຳຖາມກ່ຽວກັບແຮງບິດ

10 ຕົວຢ່າງຄຳຖາມກ່ຽວກັບແຮງບິດ

1. Batang AB massanya dapat diabaikan. Jika F_R adalah resultan ketiga gaya F₁, ທ₂ ແລະ F₃, 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

ສົນທະນາ

ເປັນທີ່ຮູ້ກັນວ່າ:

Resultan gaya (F_R) = 40 ນິວຕັນ

F₁ = 10 ນ

F₃ = 20 ນ

ຖາມວ່າ: ຂະໜາດຂອງແຮງ F₂ dan jarak x

ຕອບ:

Hitung besar gaya F₂ :

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

ΣF = 0 (batang diam dan tidak bergerak)

- ສ_R + ປ₁ + ປ₂ - ສ₃ = 0

– 40 + 10 + F₂ - 20 = 0

– 30 + F₂ - 20 = 0

– 50 + F₂ = 0

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

Hitung jarak x :

Pilih titik A sebagai sumbu rotasi.

τ₁ =F₁ l₁ = (10 N)(1 ມ) = 10 Nm

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

τ₂ =F₂ x = (50)(x) = 50x ນິວຕັນແມັດ

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

τ₃ =F₃ x = (20 N)(1,75 ມ) = -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

50x - 25 = 0

50x = 25

x = 25/50

x = 0,5 ແມັດ

ຄຳຕອບທີ່ຖືກຕ້ອງແມ່ນ B.

2. ແບບ F₁, ທ₂, ທ₃, ແລະ F₄ bekerja pada batang ABCD seperti gambar! Jika massa batang diabaikan, maka nilai ຊ່ວງເວລາຂອງແບບ terhadap titik A adalah…..

A. 15 N.m

B. 18 N.m

C. 35 N.m

D. 53 N.m

E. 68 N.m

ສົນທະນາ

Sumbu rotasi adalah titik A.

ເປັນທີ່ຮູ້ກັນວ່າ:

ແບບ F₁ = 10 N, lengan gaya l₁ = 0

ແບບ F₂ = 4 N, lengan gaya l₂ = 2 ແມັດ

ແບບ F₃ = 5 N, lengan gaya l₃ = 3 ແມັດ

ແບບ F₄ = 10 N, lengan gaya l₄ = 6 ແມັດ

ຖາມວ່າ: Momen gaya terhadap titik A

ຕອບ:

Momen gaya 1 (τ₁) = F₁ l₁ = (10)(0) =

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

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

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

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.

ໂມເມັນແຮງທີ່ເກີດຂຶ້ນ:

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.

ຄຳຕອບທີ່ຖືກຕ້ອງແມ່ນ ງ.

3. Sebuah batang yang diabaikan massanya dipengaruhi tiga buah gaya F_A =F_C = 10 N ແລະ F_B = 20 N seperti gambar. Jika jarak AB = BC = 20 cm, maka besar momen gaya terhadap titik C adalah…

ກ. 0 ນິວຕັນແມັດ

ຂ. 1 ນິວຕັນແມັດ

ຄ. 4 ນິວຕັນແມັດ

ງ. 6 ນິວຕັນແມັດ

8 Nm

ສົນທະນາ

ມັນເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ :

Sumbu rotasi terletak di titik C.

Jarak antara F_A dan sumbu rotasi (r_AC) = 40 ຊມ = 0,4 ແມັດ

Jarak antara F_B dan sumbu rotasi (r_BC) = 20 ຊມ = 0,2 ແມັດ

Jarak antara F_C dan sumbu rotasi (r_CC) = 0 ຊຕມ

F_A = 10 ນິວຕັນ

F_B = 20 ນິວຕັນ

F_C = 10 ນິວຕັນ

ຖາມແລ້ວ : Resultan momen gaya jika batang diputar pada poros di C

ຈາວາບ :

Hitung momen gaya yang ditimbulkan oleh masing-masing gaya.

Momen gaya A

Στ_A = (F_A)(ຣ_AC ບາບ 90^o) = (10 N)(0,4 ມ)(1) = -4 Nm

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 = (F_B)(ຣ_BC ບາບ 90^o) = (20 N)(0,2 ມ)(1) = 4 Nm

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 = (F_C)(ຣ_CC ບາບ 90^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 Nm

ຄຳຕອບທີ່ຖືກຕ້ອງແມ່ນ A.

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…

ກ. 1 ນິວຕັນແມັດ

ຂ. 3 ນິວຕັນແມັດ

ຄ. 4 ນິວຕັນແມັດ

ງ. 5 ນິວຕັນແມັດ

6 Nm

ສົນທະນາ

ມັນເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ :

Sumbu rotasi terletak di titik C.

Jarak antara F₁ dan sumbu rotasi (r₁) = 30 ຊມ = 0,3 ແມັດ

Jarak antara F₂ dan sumbu rotasi (r₂) = 10 ຊມ = 0,1 ແມັດ

Jarak antara F₃ dan sumbu rotasi (r₃) = 20 ຊມ = 0,2 ແມັດ

F₁ = 10 ນິວຕັນ

F₂ = 10 ນິວຕັນ

F₃ = 10 ນິວຕັນ

ຖາມແລ້ວ : Resultan momen gaya jika batang diputar pada poros di C

ຈາວາບ :

Hitung momen gaya yang ditimbulkan oleh masing-masing gaya.

Momen gaya 1

Στ₁ = (F₁)(ຣ₁ ບາບ 90^o) = (10 N)(0,3 ມ)(1) = -3 Nm

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

Momen gaya 2

Στ₂ = (F₂)(ຣ₂ ບາບ 90^o) = (10 N)(0,1 ມ)(1) = 1 Nm

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 = (F₃)(ຣ₃ ບາບ 30^o) = (10 N)(0,2 ມ)(0,5) = -1 Nm

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 Nm

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.

ຄຳຕອບທີ່ຖືກຕ້ອງແມ່ນ B.

5. Tiga gaya F₁, ທ₂, ແລະ F₃ 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 = 0,8, ໂຄສ 53^o = 0,6, AB = BC = CD = DE = 1 ແມັດ)

A. 12 N.m

B. 8 N.m

C. 6 N.m

D. 2 N.m

E. Nol

ສົນທະນາ

ເປັນທີ່ຮູ້ກັນວ່າ:

Sumbu putar di titik C.

ແບບທີ 1 (F₁) = 5 ນິວຕັນ

ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງຈຸດເຮັດວຽກ F₁ ດ້ວຍແກນໝູນ (r₁) = 2 ແມັດ

ແບບທີ 2 (F₂) = 0,4 ນິວຕັນ

ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງຈຸດເຮັດວຽກ F₂ ດ້ວຍແກນໝູນ (r₂) = 1 ແມັດ

ແບບທີ 3 (F₃) = 4,8 ນິວຕັນ

ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງຈຸດເຮັດວຽກ F₃ ດ້ວຍແກນໝູນ (r₃) = 2 ແມັດ

ຖາມວ່າ: Nilai momen gaya terhadap sumbu putar di titik C

ຕອບ:

ໂມເມັນຂອງແຮງ 1:

τ₁ =F₁ ບາບ 53^o = (5 N)(2 ມ)(0,8) = (10)(0,8) N = 8 N

ໂມເມັນຂອງແຮງ 1 ເຮັດໃຫ້ໄມ້ຄ້ອນໝຸນທວນກັບເຂັມໂມງ ເພື່ອໃຫ້ໂມເມັນຂອງແຮງ 1 ມີເຄື່ອງໝາຍບວກ.

ໂມເມັນຂອງແຮງ 2:

τ₂ =F₂ ບາບ 90^o = (0,4 N)(1 ມ)(1) = -0,4 N

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

ໂມເມັນຂອງແຮງ 3:

τ₃ =F₃ ບາບ 90^o = (4,8 N)(2 ມ)(1) = -9,6 N

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

ໂມເມັນແຮງທີ່ເກີດຂຶ້ນ:

∑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.

ຄຳຕອບທີ່ຖືກຕ້ອງແມ່ນ ງ.

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

ກ. 7,5 ນິວຕັນແມັດ

ຂ. 4 ນິວຕັນແມັດ

ຄ. 3,5 ນິວຕັນແມັດ

ງ. 3 ນິວຕັນແມັດ

2 Nm

ສົນທະນາ

ເປັນທີ່ຮູ້ກັນວ່າ:

ແກນໝູນຢູ່ທີ່ຈຸດ O.

ແບບທີ 1 (F₁) = 6 ນິວຕັນ

ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງຈຸດເຮັດວຽກ F₁ ດ້ວຍແກນໝູນ (r₁) = 1 ແມັດ

ແບບທີ 2 (F₂) = 6 ນິວຕັນ

ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງຈຸດເຮັດວຽກ F₂ ດ້ວຍແກນໝູນ (r₂) = 2 ແມັດ

ແບບທີ 3 (F₃) = 4 ນິວຕັນ

ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງຈຸດເຮັດວຽກ F₃ ດ້ວຍແກນໝູນ (r₃) = 2 ແມັດ

ຖາມວ່າ: Nilai momen gaya terhadap sumbu putar di titik C

ຕອບ:

ໂມເມັນຂອງແຮງ 1:

τ₁ =F₁ l₁ = (6 N)(1 ມ) = 6 Nm

ໂມເມັນຂອງແຮງ 1 ເຮັດໃຫ້ໄມ້ຄ້ອນໝຸນທວນກັບເຂັມໂມງ ເພື່ອໃຫ້ໂມເມັນຂອງແຮງ 1 ມີເຄື່ອງໝາຍບວກ.

ໂມເມັນຂອງແຮງ 2:

τ₂ =F₂ r₂ ບາບ 30^o = (6 N)(2 ມ)(0,5)= 6 Nm

ໂມເມັນຂອງແຮງ 2 ເຮັດໃຫ້ໄມ້ຄ້ອນໝຸນທວນກັບເຂັມໂມງ ເພື່ອໃຫ້ໂມເມັນຂອງແຮງ 2 ມີເຄື່ອງໝາຍບວກ.

ໂມເມັນຂອງແຮງ 3:

τ₃ =F₃ l₃ = (4 N)(2 ມ) = -8 Nm

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

ໂມເມັນແຮງທີ່ເກີດຂຶ້ນ:

∑τ = τ₁ + τ₂ – ທ₃ = 6 + 6 – 8 = 4 ນິວຕັນແມັດ

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

ຄຳຕອບທີ່ຖືກຕ້ອງແມ່ນ B.

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)

ກ. 2,4 ນິວຕັນແມັດ
ຂ. 2,6 ນິວຕັນແມັດ
ຄ. 3,0 ນິວຕັນແມັດ
D. 3,2 N m
3,4 ນິວຕັນແມັດ

ສົນທະນາ
ມັນເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ :
Sumbu rotasi atau poros terletak di titik D.
F₁ = 10 N dan l₁ = ລ₁ sin θ = (40 ຊມ)(sin 53^o) = (0,4 m)(0,8) = 0,32 meter
F₂ = 10√2 N  dan l₂ = ລ₂ sin θ = (20 ຊມ)(sin 45^o) = (0,2 m)(0,5√2) = 0,1√2 meter
F₃ = 20 N dan l₃ = ລ₁ sin θ = (10 ຊມ)(sin 90^o) = (0,1 m)(1) = 0,1 meter
ຖາມແລ້ວ : Resultan momen gaya
ຈາວາບ :

(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)
ໂມເມັນແຮງທີ່ເກີດຂຶ້ນ:

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

ສົນທະນາ
ມັນເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ :
Sumbu rotasi terletak di D.
Jarak antara F₁ dan sumbu rotasi (r_AD) = 40 ຊມ = 0,4 ມ
Jarak antara F₂ dan sumbu rotasi (r_BD) = 20 ຊມ = 0,2 ມ
Jarak antara F₃ dan sumbu rotasi (r_CD) = 10 ຊມ = 0,1 ມ
F₁ = 10 ນິວຕັນ
F₂ = 10√2 ນິວຕັນ
F₃ = 20 ນິວຕັນ
ຖ້າບໍ່ມີ 53^o = 0,8
ຖາມແລ້ວ : Resultan momen gaya jika batang diputar pada poros di D
ຈາວາບ :

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
ຄຳຕອບທີ່ຖືກຕ້ອງແມ່ນ ງ.

9. Sebuah batang yang diabaikan massanya dipengaruhi tiga buah gaya F_A =F_C = 10 N ແລະ F_B = 20 N seperti gambar. Jika jarak AB = BC = 20 cm, maka besar ຊ່ວງເວລາຂອງແບບ terhadap titik C adalah…

ກ. 0 ນິວຕັນແມັດ
ຂ. 1 ນິວຕັນແມັດ
ຄ. 4 ນິວຕັນແມັດ
ງ. 6 ນິວຕັນແມັດ
8 Nm

ສົນທະນາ
ມັນເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ :
Sumbu rotasi terletak di titik C.
Jarak antara F_A dan sumbu rotasi (r_AC) = 40 ຊມ = 0,4 ແມັດ
Jarak antara F_B dan sumbu rotasi (r_BC) = 20 ຊມ = 0,2 ແມັດ
Jarak antara F_C dan sumbu rotasi (r_CC) = 0 ຊຕມ
F_A = 10 ນິວຕັນ
F_B = 20 ນິວຕັນ
F_C = 10 ນິວຕັນ
ຖາມແລ້ວ : Resultan momen gaya jika batang diputar pada poros di C
ຈາວາບ :
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 gaya F_C berhimpit dengan sumbu rotasi
Resultan momen gaya
ຄຳຕອບທີ່ຖືກຕ້ອງແມ່ນ A.

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…

ກ. 1 ນິວຕັນແມັດ
ຂ. 3 ນິວຕັນແມັດ
ຄ. 4 ນິວຕັນແມັດ
ງ. 5 ນິວຕັນແມັດ
6 Nm
ສົນທະນາ
ມັນເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ :
Sumbu rotasi terletak di titik C.
Jarak antara F₁ dan sumbu rotasi (r₁) = 30 ຊມ = 0,3 ແມັດ
Jarak antara F₂ dan sumbu rotasi (r₂) = 10 ຊມ = 0,1 ແມັດ
Jarak antara F₃ dan sumbu rotasi (r₃) = 20 ຊມ = 0,2 ແມັດ
F₁ = 10 ນິວຕັນ
F₂ = 10 ນິວຕັນ
F₃ = 10 ນິວຕັນ
ຖາມແລ້ວ : Resultan momen gaya jika batang diputar pada poros di C
ຈາວາບ :
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.
ຄຳຕອບທີ່ຖືກຕ້ອງແມ່ນ B.

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

ແຫຼ່ງທີ່ມາຂອງຄຳຖາມ:

ຄຳຖາມຟີຊິກການສອບເສັງລະດັບຊາດສຳລັບໂຮງຮຽນມັດທະຍົມຕອນປາຍ/ມັດທະຍົມຕອນປາຍອາຊີບ