7 contoh gerakan membulat yang berubah secara seragam
1. Sebuah kipas yang pada mulanya pegun, berputar dengan pecutan sudut malar 2 rad/s.2Tentukan pecutan sudut dan halaju sudut kipas 2 saat kemudian. Ungkapkannya dalam radian dan saat.
Perbincangan
Dikenali :
Ditanya : pecutan sudut dan halaju sudut selepas 2 saat
Jawab :
(A) Pecutan sudut selepas 2 saat
Pecutan sudut adalah malar, oleh itu selepas 2 saat, pecutan sudut kekal 2 rad/s2.
(B) Halaju sudut selepas 2 saat
Pecutan sudut 2 rad/s2 = 2 radian/saat sesaat bermaksud halaju sudut meningkat sebanyak 2 radian/saat setiap 1 saat. Selepas 1 saat, halaju sudut menjadi 2 radian/saat. Selepas 2 saat, halaju sudut menjadi 4 radian/saat.
2. Sebuah roda yang pada mulanya pegun memecut secara seragam. Selepas 10 saat, roda berputar pada kelajuan sudut 60 rpm. Tentukan magnitud pecutan sudut roda itu!
Perbincangan
Jawab :
Formula untuk gerakan membulat yang dipercepatkan secara seragam (GMBB) adalah serupa dengan formula untuk gerakan linear yang dipercepatkan secara seragam (GLBB).
Pecutan sudut roda ialah 0,628 rad/ s²
3. Halaju sudut sebuah silinder berubah secara seragam daripada 20 rad/s kepada 10 rad/s dalam 4 saat. Tentukan pecutan sudut silinder itu!
Perbincangan
Jawab :
Pecutan sudut silinder ialah -2,5 rad/s2Tanda negatif = pecutan atau nyahpecutan negatif. Jika dalam pecutan, halaju sudut meningkat, maka dalam nyahpecutan, halaju sudut berkurangan.
4. Sebuah objek yang pada mulanya berputar pada kelajuan sudut 10 rad/s mengalami pecutan sudut malar sebanyak 2 rad/s.2Tentukan sudut yang mengelilingi objek selepas 2 saat!
Perbincangan
5. Sebuah roda kereta yang pada mulanya berputar pada kelajuan sudut 20 rad/s berhenti berputar selepas bergerak pada sudut 20 radian. Pecutan sudut roda tersebut ialah…
Perbincangan
Jawab :
Soalan ini diselesaikan menggunakan formula 3.
6. Soalan Peperiksaan Kebangsaan 1999/2000 P4 No. 26
Sebatang kayu PQ sepanjang 60 cm diputarkan dengan hujung Q sebagai paksi dan PQ sebagai jejari putaran. Kayu PQ berputar dari keadaan pegun dengan pecutan sudut 0,3 rad s -2 . Jika kedudukan sudut awal = 0, maka halaju linear (v) hujung P pada t = 10 saat ialah...
A. 1,8 ms -1
B. 3 ms -1
C. 5 ms -1
D. 30 ms -1
E. 180 ms -1
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Panjang kayu PQ = jejari bulatan (r) = 60 cm = 60/100 m = 0,60 meter
Halaju sudut awal (ω o ) = 0 rad/s
Pecutan sudut (α) = 0,3 rad s -2
Kedudukan sudut awal (θ o ) = 0
Soalan: Halaju linear (v) hujung P pada masa t = 10 saat
Jawapan:
Mula-mula kira halaju sudut kayu itu pada masa t 10 saat.
Formula untuk Gerakan Bulat Pecutan Seragam:
ω t = ω o + α t = 0 rad/s + (0,3 rad s -2 )(10 saat) = 3 rad s -1
Halaju sudut pada t = 10 saat ialah 3 radian/saat.
Halaju linear pada t = 10 saat dikira menggunakan formula untuk hubungan antara halaju linear (v), halaju sudut (ω) dan jejari (r).
v = r ω = (0,6 meter)(3 radian/saat) = 1,8 meter/saat.
Jawapan yang betul ialah A.
7. Soalan Peperiksaan Kebangsaan 2002/2003
Sebuah objek bergerak dalam bulatan dengan laju awal 4 rad/s dan mengalami pecutan sudut 0,5 rad/s² , maka laju objek dalam saat keempat ialah...
A. 4,0 rad/s
B. 4,5 rad/s
C. 5,0 rad/s
D. 6,0 rad/s
E. 8,0 rad/s
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Halaju sudut awal (ω o ) = 4 radian/saat
Pecutan sudut (α) = 0,5 rad/ s²
Selang masa (t) = 4 saat
Soalan: Laju objek dalam saat keempat ( ωt )
Jawapan:
Formula untuk gerakan membulat yang berubah secara seragam:
ωt = ωo + αt
ωt = 4 + (0,5)(4)
ωt = 4 + 2
ωt = 6 radian/ saat
Jawapan yang betul ialah D.
