Soalan Contoh Pecutan Mentripetal

7 Contoh soal percepatan sentripetal

1. Sebuah batu diikat pada seutas tali lalu diputar horisontal hingga batu menempuh sudut 360^o setiap 1 sekon. Jika panjang tali 20 cm, tentukan besar percepatan sentripetal benda tersebut!
Perbincangan
Dikenali :
Kelajuan sudut (ω) = 360^o/sekon = 1 putaran / sekon = 6,28 radian/sekon
Panjang tali = jari-jari (r) lintasan melingkar = 20 cm = 0,2 meter
Ditanya : percepatan sentripetal (a_s)
Jawab :

2. Sebuah roda berjari-jari 30 cm berputar dengan kelajuan sudut 180 rpm. Tentukan percepatan sentripetal sebuah titik pada tepi roda!
Perbincangan
Dikenali :
Jari-jari (r) roda = 30 cm = 0,3 meter
Kelajuan sudut (ω) = 180 putaran / 60 sekon = 3 putaran / sekon = (3)(6,28 radian) / sekon = 18,84 radian/sekon
Ditanya : percepatan sentripetal (a_s) pada r = 0,3 meter
Jawab :

3. Seorang pembalap mengendarai mobil melewati suatu tikungan berbentuk setengah lingkaran yang berjari-jari kelengkungan 50 meter. Jika kelajuan mobil 72 km/jam, berapa besar percepatan sentripetal mobil ?
Perbincangan
Dikenali :
Jejari (r) = 50 meter
Kelajuan (v) = 72 km/jam = (72)(1000 meter) / 3600 sekon = 20 meter/sekon
Ditanya : besar percepatan sentripetal (a_s)
Jawab :
Besar percepatan sentripetal mobil :
a_s = v² / r = 20² / 50 = 400 / 50 = 8 m/s²

4. Sebuah mobil melaju pada tikungan dengan percepatan radial 10 m/s², di mana ini merupakan percepatan sentripetal maksimum yang dapat dicapai mobil tanpa tergelincir keluar dari lintasan. Jika kelajuan mobil adalah 108 km/jam, berapa jari-jari kelengkungan tikungan agar mobil tidak tergelincir ?
Perbincangan
Dikenali :
Pecutan memusat (a)_s) = 10 m/s²
Kelajuan mobil (v) = 108 km/jam = (108)(1000) / 3600 = 30 meter/sekon
Ditanya : jari-jari (r)
Jawab :
Jari-jari kelengkungan tikungan :
r= v² / pada_s
r = 30² / 10 = 900 / 10 = 90 meter

5. Soalan Peperiksaan Kebangsaan 2003/2004

Grafik yang menunjukkan hubungan antara percepatan sentripetal (a_s) terhadap kecepatan linier (v) pada gerak melingkar beraturan …

Perbincangan

Formula pecutan memusat:

Keterangan : a_s = percepatan sentripetal, v = kecepatan linear, r = jarak dari sumbu rotasi.

Kita menyelidiki hubungan antara percepatan sentripetal (a_s) dengan kecepatan linear (v) sehingga jarak dari sumbu rotasi (r) bernilai konstan. Misalkan r = 1.

Nilai v bertambah secara linear, nilai as bertambah secara eksponensial.

Jawapan yang betul ialah A.

6. Soalan Peperiksaan Kebangsaan untuk SMA/MA Fizik U-ZC-2013/2014 No. 4

Sebuah kelereng diputar dalam baskom berbentuk lingkaran berdiameter 1 m. Jika kelereng memutari pinggir baskom dengan kecepatan sudut tetap 50 rpm, maka kecepatan linear dan percepatan sentripetal kelereng adalah….

A. 50 ms^-1 dan 2500 ms^-2

B. 5π ms^-1 dan 25π² Cik^-2

C. 5π/3 ms^-1 dan 25π²/18 ms^-2

D. 5π/6 ms^-1 dan 25π²/18 ms^-2

E. 5π/12 ms^-1 dan 25π²/36 ms^-2

Perbincangan

Adalah diketahui bahawa:

Diameter bulatan (D) = 1 meter

Jejari bulatan (r) = 0,5 meter

Halaju sudut (ω) = 50 rpm = 50 pusingan / 1 minit

1 pusingan = 2π radian

50 pusingan = 50 (2π radian) = 100π radian

1 minit = 60 saat

Halaju sudut (ω) = 100π radian / 60 saat = (10π/6) radian/saat

Ditanya: Kecepatan linear (v) dan percepatan sentripetal (a_s)

Jawapan:

Halaju linear (v) :

v = r ω = (0,5)(10π/6) = 5π/6 m/s

Pecutan memusat (a)_s):

a_s = v²/r = (5π/6)² : 0,5 = 25π²/36 : 0,5 = (25π²/36)(1/0,5)

a_s = (25π²/18) m/s²

Jawapan yang betul ialah D.

7. Soalan Peperiksaan Kebangsaan 2007/2008 P4 No. 6

Sebuah benda bergerak dengan kelajuan konstan v melalui lintasan yang berbentuk lingkaran berjari-jari R dengan percepatan sentripetal (a_s). Agar percepatan sentripetal menjadi dua kali dari semula maka…..

A. v dibuat 4 kali dan R dibuat 2 kali lagi

B. v dibuat 2 kali dan R dibuat 4 kali lagi

C. v dibuat 2 kali dan R dibuat 2 kali lagi

D. v kekal dan R digandakan semula

E. v digandakan semula dan R kekal

Perbincangan