4 Contoh soal Gaya Sentripetal
1. Sebuah benda yang bermassa 200 gram diikat dengan tali ringan kemudian diputar secara horizontal dengan leņķiskais ātrums tetap sebesar 5 rad s-1, seperti pada gambar berikut. Jika panjang tali l = 60 cm, maka besar gaya sentripetal yang bekerja pada benda adalah …
A. 0,3 Z
B. 0,6 N
C. 3 N
D. 6 Z
E. 30 N
Diskusija
Ir zināms, ka:
Massa benda (m) = 200 gram = 200/1000 kg = 2/10 kg = 0,2 kg
Leņķiskais ātrums (ω) = 5 radiāni/sekundē
Panjang tali = jari-jari (r) lintasan melingkar = 60 cm = 60/100 meter = 0,6 meter
Jautāja: Besar gaya sentripetal yang bekerja pada benda adalah….
Atbilde:
Gaya sentripetal adalah resultan gaya yang menyebabkan benda mengalami percepatan sentripetal. Rumus gaya sentripetal :
∑F = mas
∑F = mv2/r = mω2 r
Informācija: ∑F = gaya sentripetal, m = massa benda, v = kecepatan tangensial, ω = kecepatan sudut, r = jari-jari lintasan melingkar.
∑F = m ω2 r = (0,2)(5)2 (0,6) = (0,2)(25)(0,6) = 3 ņūtoni
Pareizā atbilde ir C.
2. Seorang siswa memutar sebuah batu yang diikatkan pada ujung seutas tali. Batu diputar secara horizontal seperti gambar di atas. Jika laju berputarnya batu dijadi kan 2 kali semula, maka gaya sentripetalnya menjadi …
A. 6 reizes oriģināls
B. Vēlreiz 5 reizes
C. Vēlreiz 4 reizi
D. Vēlreiz 2 reizes
E. 2 reizes oriģināls
Diskusija
Ir zināms, ka:
Massa batu = m
Kelajuan batu = v
Panjang tali = jari-jari = r
Jautāja: Jika laju menjadi 2 kali semula, gaya sentripetalnya menjadi…
Atbilde:
Jika laju menjadi 2 kali semula, maka gaya sentripetal menjadi :
Gaya sentripetal menjadi 4 kali semula.
Pareizā atbilde ir C.
3. Sebuah belokan jalan datar dirancang untuk dilalui mobil dengan kecepatan maksimum 10 ms-1. Diketahui koefisien gesekan antara ban dan jalan 0,5 dan jari-jari kelengkungan jalan R m. Maka nilai R adalah…. (g = 10 ms-2)
A. 7,5 metri
B. 8,0 metri
Aptuveni 10 metri
D. 15 metri
E. 20 metri
Diskusija
Ir zināms, ka:
Ātrums (v) = 10 m/s
Koefisien gesekan antara ban dan jalan (μs) = 0,5
Brīvās krišanas paātrinājums (g) = 10 m/s2
Jautāja: Jari-jari kelengkungan jalan (R meter)
Atbilde:
Satu-satunya resultan gaya pada arah horisontal yang bekerja pada mobil ketika mobil menikung adalah gaya gesek statis. Rumus gaya gesek statis :
4. Mobil melaju pada sebuah tikungan jalan raya di posisi M seperti terlihat pada gambar di bawah ini.
Koefisien gesekan statis antara roda dan jalan 0,4 (percepatan gravitasi 10 m.s-2). Agar mobil tidak keluar jalur, kecepatan maksimum yang diperbolehkan adalah…
A. √10 ms-1
B. 2√10 ms-1
C. 4√10 ms-1
D. 5√10 ms-1
E. 6. gads√10 ms-1
Diskusija
Ir zināms, ka:
Koefisien gesek statis (μs) = 0,4
Brīvās krišanas paātrinājums (g) = 10 m/s2
Jari-jari kelengkungan (R) = 40 meter
Jautāja: kecepatan maksimum (v)
Atbilde:
Formula Ņūtona otrais likums pada vienmērīga apļveida kustība
Informācija:
ΣF = gaya sentripetal = resultan gaya = gaya total, m = massa benda, as = percepatan sentripetal, v = kelajuan linear, R = jari-jari kelengkungan
Gaya sentripetal
Gaya sentripetal merupakan resultan gaya yang arahnya menuju pusat lintasan melingkar. Ketika mobil bergerak melingkar, satu-satunya gaya yang arahnya ke pusat lingkaran adalah gaya gesek statis, sehingga gaya gesek statis merupakan gaya sentripetal.
Rumus gaya gesek statis :
Informācija:
μs = koefisien gesek statis, w = berat benda, m = massa benda, g = percepatan gravitasi.
Hitung kecepatan maksimum (v) :
Pareizā atbilde ir C.
Jautājuma avots:
Valsts eksāmena fizikas jautājumi vidusskolai/profesionālajai vidusskolai
