Pembahasan soal gerak melingkar

1. Soal UN 2010/2011 P25
Sebuah benda yang massanya 10 kg bergerak melingkar beraturan dengan kecepatan 4 m.s-1. Jika jari-jari lingkaran 0,5 meter, maka :
(1) Frekuensi putarannya 4/π Hz
(2) Percepatan sentripetalnya 32 m.s-2
(3) Gaya sentripetalnya 320 N
(4) Periodenya 4π s.
Pernyataan yang benar adalah …
1. (1), (2), (3), dan (4)
2. (1), (2), dan (3)
3. (1), dan (3) saja
4. (2), dan (4) saja
5. (3), dan (4) saja
Pembahasan
Pembahasan soal gerak melingkar 12. Soal UN 2011/2012 A81 No.5
Sebuah benda bergerak melingkar beraturan dengan jari-jari 6 meter. Jika dalam 2 menit benda itu melakukan 16 kali putaran, maka kecepatan linear benda tersebut adalah….
A. 0,8 p m.s−1
B. 1,0 p m.s−1
C. 1,2 p m.s−1
D. 1,4 p m.s−1
E. 1,6 p m.s−1
Pembahasan
Diketahui :
Jari-jari (r) = 6 meter
Kecepatan sudut (ω) = 16 putaran / 2 menit = 8 putaran / menit = 8 putaran / 60 sekon = 0,13 putaran/sekon.
Ditanya : kecepatan linear (v) ?
Jawab :

Rumus hubungan antara kecepatan linear (v) dan kecepatan sudut (ω) :

v = r ω = (6 meter)(0,13 putaran/sekon) = 0,8 putaran meter/sekon
Jawaban yang benar adalah A.
Jika dinyatakan dalam radian :
1 putaran = 2π radian = 2(3,14) = 6,28 radian
Kecepatan sudut = 8 (6,28) radian / 60 sekon = 50,24 radian / 60 sekon = 0,84 radian/sekon
v = r ω = (6 meter)(0,84 radian/sekon) = 5,04 radian/sekon

3. Soal UN 2011/2012 C61 No.5
Baling-baling kipas angin berjari-jari 20/π cm mampu berputar 4 kali dalam 1 sekon. Kecepatan linear ujung baling-baling adalah…
A. 3,2 m.s-1
B. 1,6 m.s-1
C. 1,3 m.s-1
D. 1,0 m.s-1
E. 0,8 m.s-1
Pembahasan

Pembahasan soal gerak melingkar 2

4. Soal UN 2002/2003
Pada sebuah benda yang bergerak beraturan dengan lintasan melingkar, kecepatan liniernya bergantung pada …
A. massa dan jari-jari lingkaran
B. massa dan periode
C. massa dan frekuensi
D. periode dan jari-jari lintasan
E. kecepatan sudut dan jari-jari lingkaran
Pembahasan

Pembahasan soal gerak melingkar 3

 

5. Soal UN Fisika SMA/MA U-ZC-2013/2014 No.4
Sebuah benda bergerak melingkar dengan jari-jari 50 cm. Jika benda melakukan 120 rpm, maka waktu putaran dan kecepatan benda tersebut berturut-turut adalah….
A. 0,5 s dan 2π m.s-1
B. 0,5 s dan 0,2π m.s-1
C. 0,5 s dan π m.s-1
D. 2 s dan 5π m.s-1
E. 2 s dan 10π m.s-1
Pembahasan
Diketahui :
Jari-jari (r) = 50 cm = 0,5 meter
Kecepatan sudut (ω) = 120 rpm = 120 putaran / 1 menit = 120 putaran / 60 menit = 2 putaran / 1 detik
1 putaran = 2π radian
Kecepatan sudut (ω) = 2 (2π radian) / 1 detik = 4π radian/detik
Ditanya : Waktu putaran (T) dan kecepatan linear (v)
Jawab :
Waktu putaran atau periode (T) :
Periode adalah waktu yang dibutuhkan benda untuk melakukan satu putaran.
Benda melakukan 2 putaran per 1 detik = benda melakukan 1 putaran per 0,5 detik. Jadi waktu putaran atau periode adalah 0,5 detik.
Kecepatan benda (v) :
v = r ω = (0,5 meter)(4π radian/detik) = 2π meter/detik
Jawaban yang benar adalah A.

6. Soal UN fisika SMA/MA 2015/2016 No.5

Roda B dan C dipasang seporos dan roda A bersinggungan dengan roda B seperti gambar di samping. Jika jari-jari roda A sama dengan jari-jari roda C = 30 cm, jari-jari roda B = 60 cm, perbandingan kelajuan linear antara roda A, B, dan C adalah…

A. 1 : 1 : 1Pembahasan soal UN fisika SMA tahun 2016 - 10

B. 1 : 2 : 1

C. 1 : 4 : 1

D. 2 : 2 : 1

E. 4 : 1 : 2

Pembahasan

Diketahui :

Jari-jari roda A (rA) = 30 cm = 0,3 meter

Jari-jari roda B (rB) = 60 cm = 0,6 meter

Jari-jari roda C (rC) = 30 cm = 0,3 meter

Ditanya : Perbandingan kelajuan linear antara roda A, B, dan C

Jawab :

Kelajuan linear tepi roda A

Roda A dan roda B saling berhubungan seperti pada gambar di atas karenanya kecepatan sudut roda A tidak sama dengan kecepatan sudut roda B. Hal ini disebabkan karena keliling roda B lebih besar daripada roda A. Selama selang waktu yang sama, ketika roda A telah bergerak melingkar satu putaran (360o), roda B belum mencapai satu putaran (360o). Walaupun demikian selama selang waktu yang sama, jarak tempuh tepi roda A sama dengan jarak tempuh tepi roda B. Jadi kelajuan linear tepi roda A (vA) sama dengan kelajuan linear tepi roda B (vB).

Kelajuan linear tepi roda A :

vA = rA ωA = 0,3 ωA

Kelajuan linear tepi roda B

Roda B dan roda C saling menempel karenanya roda B dan roda C berputar bersama-sama. Apabila roda B bergerak melingkar satu putaran (360o) maka selama selang waktu yang sama roda C juga bergerak melingkar satu putaran (360o). Karena berputar bersama-sama maka kecepatan sudut roda B (ωB) sama dengan kecepatan sudut roda C (ωC) = ω. Tetapi kelajuan linear tepi roda B (vB) tidak sama dengan kelajuan linear tepi roda C (vC)

Kelajuan linear tepi roda B :

vB = rB ωB = 0,6 ωB = 0,6 ω

Kelajuan linear tepi roda C :

vC = rC ωC = 0,3 ωC = 0,3 ω

Kelajuan linear tepi roda A (vA) sama dengan kelajuan linear tepi roda B (vB)

vA = vB

0,3 ωA = 0,6 ω

ωA = 0,6 ω / 0,3

ωA = 2 ω

Kelajuan linear tepi roda A

vA = 0,3 ωA = 0,3 (2 ω) = 0,6 ω

Perbandingan kelajuan linear antara roda A, B, dan C

vA : vB : vC

0,6 ω : 0,6 ω : 0,3 ω

0,6 : 0,6 : 0,3

6 : 6 : 3

2 : 2 : 1

Jawaban yang benar adalah D.

7. Soal UN fisika SMA/MA 2015/2016 No.5

Tiga buah roda dihubungkan seperti gambar di bawah.

Jika RA = 10 cm, RB = 4 cm dan RC = 40 cm, maka perbandingan kecepatan sudut roda A dan roda C adalah…

A. 1 : 1Pembahasan soal UN fisika SMA tahun 2016 - 11

B. 1 : 2

C. 1 : 4

D. 2 : 1

E. 4 : 1

Pembahasan

Diketahui :

Jari-jari roda A (rA) = 10 cm

Jari-jari roda B (rB) = 4 cm

Jari-jari roda C (rC) = 40 cm

Ditanya : Perbandingan kecepatan sudut roda A dan roda C

Jawab :

Kecepatan sudut roda A dan C

Keliling roda A jauh lebih besar daripada keliling roda C. Ketika roda C telah bergerak melingkar satu putaran (360o), selama selang waktu yang sama roda A belum mencapai satu putaran (360o). Dengan demikian, kecepatan sudut roda A tidak sama dengan kecepatan sudut roda C.

Walaupun demikian, roda A dan roda C saling berhubungan melalui tali atau rantai. Karena saling berhubungan maka selama selang waktu yang sama, jarak yang ditempuh tepi roda A sama dengan jarak yang ditempuh tepi roda C. Jadi kelajuan linear tepi roda C (vC) sama dengan kelajuan linear tepi roda A (vA).

vA = vC

rA ωA = rC ωC

10 ωA = 40 ωC

ωA / ωC = 40 / 10

ωA / ωC = 4 / 1

Jawaban yang benar adalah E.

close

Daftar untuk dapat ebook fisika

We don’t spam! Read our privacy policy for more info.