Contoh Gerakan Berguling

2 Contoh Soalan Gerakan Berguling

1. Objek silinder berongga (I = mR)²) bergolek tanpa tergelincir pada satah condong kasar dengan kelajuan awal 10 m/s. Satah condong itu mempunyai sudut dongakan θ dengan tan θ = 0,75. Jika pecutan graviti g = 10 m/s^-2 dan kelajuan objek berkurangan kepada 5 ms^-1 maka jarak yang ditempuh oleh objek pada satah condong ialah….
A. 12,5 m
B. 10 m
C. 7,5 m
D. 5 m
Timur 2,5 m
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Momen inersia silinder berongga (I) = m R²
Sudut dongakan satah condong = θ , dengan tangen θ = 0,75 = 75/100 = hadapan / bawah
Sin θ = depan / serong = 75/125 = 3/5 = 0,6
Pecutan akibat graviti (g) = 10 m/s²
Halaju awal (v_o) = 10 m/s
Halaju akhir (v_t) = 5 m/s
Ditanya: Jarak yang dilalui oleh objek itu!
Jawapan:
Kirakan ketinggian yang dicapai oleh silinder menggunakan formula untuk hukum pemuliharaan tenaga mekanikal:

Ketinggian awal (h_o) = 0 meter
Halaju awal (v_o) = 10 m/s
Halaju akhir (v_t) = 5 m/s
Pecutan akibat graviti (g) = 10 m/s²

Silinder itu mendaki sehingga ketinggian 7,5 meter. Jarak yang dilalui oleh silinder itu ialah:

Jarak yang dilalui oleh silinder itu ialah 12,5 meter.
Jawapan yang betul ialah A.

Huraian formula:
o = awal, t = akhir, EM = tenaga mekanikal, EP = tenaga keupayaan, EK = tenaga kinetik, m = jisim, g = pecutan akibat graviti, h = ketinggian, v = halaju linear, ω = halaju sudut, I = momen inersia, R = jejari silinder

2. Sebuah silinder pepejal (I = ½ mR²) dengan jisim 3 kg bergolek tanpa tergelincir pada satah condong kasar yang mempunyai sudut dongakan θ dengan sin θ = 0,6. Jika pecutan graviti g = 10 m/s^-2 dan laju awal objek itu ialah 10 m/s, maka panjang laluan condong yang dilalui objek itu sebelum berhenti ialah....
A. 9,5 meter
B. 10,5 meter
C. 11,5 meter
D. 12,5 meter
E. 13,5 meter
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Momen inersia silinder pepejal (I) = ½ m R²
Jisim silinder = 3 kg
Halaju awal (v_o) = 10 m/s
Halaju akhir (v_t) = 0 m/s (objek berhenti)
Sudut dongakan satah condong (θ) = θ, dengan sin θ = 0,6 = 6/10 = hadapan/condong
Pecutan akibat graviti (g) = 10 m/s²
Ditanya: Panjang laluan yang dilalui oleh sesuatu objek sebelum berhenti!
Jawapan:
Kirakan ketinggian yang dicapai oleh silinder menggunakan formula untuk hukum pemuliharaan tenaga mekanikal:

Ketinggian awal (h_o) = 0 meter
Halaju awal (v_o) = 10 m/s
Halaju akhir (v_t) = 0 m/s (objek berhenti)
Pecutan akibat graviti (g) = 10 m/s²

Silinder itu mendaki sehingga ketinggian 7,5 meter.

Jarak yang dilalui oleh silinder:

Jarak yang dilalui oleh silinder itu ialah 12,5 meter.
Jawapan yang betul ialah D.

Sumber soalan:

Soalan Fizik Peperiksaan Kebangsaan untuk Sekolah Menengah Atas/Sekolah Menengah Vokasional