Exemplos de perguntas sobre torque

10 Exemplos de perguntas sobre torque

1. Batang AB massanya dapat diabaikan. Jika F_R adalah resultan ketiga gaya F₁F₂ e F₃, maka besar gaya F₂ dan jarak x adalah …

A. 50 N ke bawah dan 0,5 m di kiri A

B. 50 N ke atas dan 0,5 m di kanan A

C. 50 N ke atas dan 0,75 m di kiri A

D. 50 N ke bawah dan 0,75 m di kanan A

E. 50 N ke atas dan 0,2 m di kanan A

Discussão

Sabe-se que:

Resultan gaya (F_R) = 40 N

F₁ = 10 N

F₃ = 20 N

Perguntado: A magnitude da força F₂ dan jarak x

Resposta:

Hitung besar gaya F₂ :

Gaya yang arahnya ke atas bertanda positif, gaya yang arahnya ke bawah bertanda negatif.

ΣF = 0 (batang diam dan tidak bergerak)

- F_R + F₁ + F₂ - F₃ = 0

– 40 + 10 + F₂ - 20 = 0

– 30 + F₂ - 20 = 0

– 50 + F₂ = 0

F₂ = 50 Newton, bertanda positif karenanya arah gaya ke atas.

Hitung jarak x :

Pilih titik A sebagai sumbu rotasi.

τ₁ = F₁ l₁ = (10 N)(1 m) = 10 Nm

Torsi 1 positif karena menyebabkan rotasi batang AB berlawanan dengan rotasi jarum jam.

τ₂ = F₂ x = (50)(x) = 50x Nm

Torsi 1 positif karena menyebabkan rotasi batang AB berlawanan dengan rotasi jarum jam.

τ₃ = F₃ x = (20 N)(1,75 m) = -35 Nm

Torsi 1 negatif karena menyebabkan rotasi batang AB searah dengan rotasi jarum jam.

Resultan Torsi :

Στ = 0 (batang diam dan tidak berotasi)

10 + 50x – 35 = 0

50x - 25 = 0

50x = 25

x = 25/50

x = 0,5 metros

A resposta correta é B.

2. Estilo F₁F₂F₃e F₄ bekerja pada batang ABCD seperti gambar! Jika massa batang diabaikan, maka nilai momento de estilo terhadap titik A adalah…..

A. 15 Nm

B. 18 Nm

C. 35 Nm

D. 53 Nm

E. 68 N.m

Discussão

Sumbu rotasi adalah titik A.

Sabe-se que:

Estilo F₁ = 10 N, lengan gaya l₁ = 0

Estilo F₂ = 4 N, lengan gaya l₂ = 2 metros

Estilo F₃ = 5 N, lengan gaya l₃ = 3 metros

Estilo F₄ = 10 N, lengan gaya l₄ = 6 metros

Perguntado: Momen gaya terhadap titik A

Resposta:

Momen gaya 1 (τ₁) = F₁ l₁ = (10)(0) =

Momen gaya 2 (τ₂) = F₂ l₂ = (4)(2) = -8 Nm

Momen gaya 3 (τ₃) = F₃ l₃ = (5)(3) = 15 Nm

Momen gaya 4 (τ₄) = F₄ l₄ = (10)(6) = -60 Nm

Momen gaya bertanda positif jika gaya menyebabkan batang berotasi berlawanan putaran jarum jam.

Momen gaya bertanda negatif bila gaya menyebabkan batang berotasi searah putaran jarum jam.

Momento de força resultante:

τ = 0 – 8 Nm + 15 Nm – 60 Nm

τ = -68 Nm + 15 Nm

τ = -53 Nm

Tanda negatif artinya batang berotasi searah putaran jarum jam.

A resposta correta é D.

3. Sebuah batang yang diabaikan massanya dipengaruhi tiga buah gaya F_A = F_C = 10 N e F_B = 20 N seperti gambar. Jika jarak AB = BC = 20 cm, maka besar momen gaya terhadap titik C adalah…

A. 0 Nm

B. 1 Nm

C. 4 Nm

D. 6 Nm

E. 8 Nm

Discussão

Conhecido :

Sumbu rotação terletak di titik C.

Jarak antara F_A dan sumbu rotasi (r_AC) = 40 cm = 0,4 metros

Jarak antara F_B dan sumbu rotasi (r_BC) = 20 cm = 0,2 metros

Jarak antara F_C dan sumbu rotasi (r_CC) = 0 cm

F_A = 10 Newton

F_B = 20 Newton

F_C = 10 Newton

Perguntado : Resultan momen gaya jika batang diputar pada poros di C

Jawab :

Hitung momen gaya yang ditimbulkan oleh masing-masing gaya.

Momen gaya A

Στ_A = (F_A)(r_AC pecado 90^o) = (10 N)(0,4 m)(1) = -4 Nm

Momen gaya A bertanda negatif karena arah rotasi batang yang ditimbulkan oleh momen gaya A searah dengan putaran jarum jam.

Momen gaya B

Στ_B = (F_B)(r_BC pecado 90^o) = (20 N)(0,2 m)(1) = 4 Nm

Momen gaya B bertanda positif karena arah rotasi batang yang ditimbulkan oleh momen gaya B berlawanan arah dengan putaran jarum jam.

Momen gaya C

Στ_C = (F_C)(r_CC pecado 90^o) = (10 N)(0)(1) = 0

Momen gaya C bertanda bernilai 0 karena gaya F_C coincide com o eixo de rotação

Resultan momen gaya

Στ = Στ₁ + Στ₂ + Στ₃

Στ = -4 + 4 + 0

Στ = 0 Nm

A resposta correta é A.

4. Sebuah tongkat panjangnya 50 cm terdapat 3 gaya yang sama besarnya seperti pada gambar berikut. Jika tongkat diputar dengan poros putar di titik C, maka besar momen gaya total adalah…

A. 1 Nm

B. 3 Nm

C. 4 Nm

D. 5 Nm

E. 6 Nm

Discussão

Conhecido :

Sumbu rotasi terletak di titik C.

Jarak antara F₁ dan sumbu rotasi (r₁) = 30 cm = 0,3 metros

Jarak antara F₂ dan sumbu rotasi (r₂) = 10 cm = 0,1 metros

Jarak antara F₃ dan sumbu rotasi (r₃) = 20 cm = 0,2 metros

F₁ = 10 Newton

F₂ = 10 Newton

F₃ = 10 Newton

Perguntado : Resultan momen gaya jika batang diputar pada poros di C

Jawab :

Hitung momen gaya yang ditimbulkan oleh masing-masing gaya.

Momen gaya 1

Στ₁ = (F₁)(r₁ pecado 90^o) = (10 N)(0,3 m)(1) = -3 Nm

Momen gaya 1 bertanda negatif karena arah rotasi batang yang ditimbulkan oleh momen gaya 1 searah dengan putaran jarum jam.

Momen gaya 2

Στ₂ = (F₂)(r₂ pecado 90^o) = (10 N)(0,1 m)(1) = 1 Nm

Momen gaya 2 bertanda positif karena arah rotasi batang yang ditimbulkan oleh momen gaya 2 berlawanan arah dengan putaran jarum jam.

Momen gaya 3

Στ₃ = (F₃)(r₃ pecado 30^o) = (10 N)(0,2 m)(0,5) = -1 Nm

Momen gaya 3 bertanda negatif karena arah rotasi batang yang ditimbulkan oleh momen gaya 3 searah dengan putaran jarum jam.

Resultan momen gaya

Στ = Στ₁ + Στ₂ + Στ₃

Στ = -3 + 1 – 1

Στ = -3 Nm

Besar resultan momen gaya adalah 3 Newton meter. Resultan momen gaya bertanda negatif artinya arah rotasi batang yang ditimbulkan oleh resultan momen gaya, sama dengan arah rotasi jarum jam.

A resposta correta é B.

5. Tiga gaya F₁F₂e F₃ atua na haste conforme mostrado na figura a seguir. Se a massa da haste for desprezada e o comprimento da haste for de 4 metros, então o valor do momento de força em relação ao eixo de rotação no ponto C é… (sen 53^o = 0,8, cos 53^o = 0,6, AB = BC = CD = DE = 1 metro)

A. 12 Nm

B. 8 Nm

C. 6 Nm

D. 2 Nm

E. Zero

Discussão

Sabe-se que:

O eixo de rotação está no ponto C.

Estilo 1 (F)₁) = 5 Newton

Distância entre pontos de trabalho F₁ com o eixo de rotação (r)₁) = 2 metros

Estilo 2 (F)₂) = 0,4 Newton

Distância entre pontos de trabalho F₂ com o eixo de rotação (r)₂) = 1 metros

Estilo 3 (F)₃) = 4,8 Newton

Distância entre pontos de trabalho F₃ com o eixo de rotação (r)₃) = 2 metros

Perguntado: Nilai momen gaya terhadap sumbu putar di titik C

Resposta:

Momento de Força 1:

τ₁ = F₁ r sin 53^o = (5 N)(2 m)(0,8) = (10)(0,8) N = 8 N

O momento de força 1 faz com que a haste gire no sentido anti-horário, de modo que o momento de força 1 tenha um sinal positivo.

Momento de Força 2:

τ₂ = F₂ r sin 90^o = (0,4 N)(1 m)(1) = -0,4 N

O momento de força 2 faz com que a haste gire no sentido horário, de modo que o momento de força 2 tenha um sinal negativo.

Momento de Força 3:

τ₃ = F₃ r sin 90^o = (4,8 N)(2 m)(1) = -9,6 N

O momento de força 3 faz com que a haste gire no sentido horário, de modo que o momento de força 3 tenha um sinal negativo.

Momento de força resultante:

∑τ = τ₁ – τ₂ – τ₃ = 8 – 0,4 – 9,6 = 8 – 10 = -2 N.m

A magnitude do momento de força é de 2 Newton metros. Um momento de força negativo significa que a haste gira no sentido anti-horário.

A resposta correta é D.

6. Besar resultan momen gaya terhadap poros di titik O oleh gaya-gaya yang bekerja pada batang jika massanya diabaikan adalah….

A. 7,5 Nm

B. 4 Nm

C. 3,5 Nm

D. 3 Nm

E. 2 Nm

Discussão

Sabe-se que:

O eixo de rotação está no ponto O.

Estilo 1 (F)₁) = 6 Newton

Distância entre pontos de trabalho F₁ com o eixo de rotação (r)₁) = 1 metros

Estilo 2 (F)₂) = 6 Newton

Distância entre pontos de trabalho F₂ com o eixo de rotação (r)₂) = 2 metros

Estilo 3 (F)₃) = 4 Newton

Distância entre pontos de trabalho F₃ com o eixo de rotação (r)₃) = 2 metros

Perguntado: Nilai momen gaya terhadap sumbu putar di titik C

Resposta:

Momento de Força 1:

τ₁ = F₁ l₁ = (6 N)(1 m) = 6 Nm

O momento de força 1 faz com que a haste gire no sentido anti-horário, de modo que o momento de força 1 tenha um sinal positivo.

Momento de Força 2:

τ₂ = F₂ r₂ pecado 30^o = (6 N)(2 m)(0,5) = 6 Nm

O momento de força 2 faz com que a haste gire no sentido anti-horário, de modo que o momento de força 2 tenha um sinal positivo.

Momento de Força 3:

τ₃ = F₃ l₃ = (4 N)(2 m) = -8 Nm

O momento de força 3 faz com que a haste gire no sentido horário, de modo que o momento de força 3 tenha um sinal negativo.

Momento de força resultante:

∑τ = τ₁ + τ₂ – t₃ = 6 + 6 – 8 = 4 Nm

A magnitude do momento de força é de 4 Newton metros. Um momento de força positivo significa que a haste gira no sentido anti-horário.

A resposta correta é B.

7. Batang AB yang massanya diabaikan diletakkan mendatar dan dikerjakan tiga buah gaya seperti gambar. Resultan momen gaya yang bekerja pada batang jika diputar pada poros di D adalah… (sin 53^o = 0,8)

A. 2,4 N m
B. 2,6 N m
C. 3,0 N m
D. 3,2 N m
E. 3,4 N m

Discussão
Conhecido :
Sumbu rotasi atau poros terletak di titik D.
F₁ = 10 N dan l₁ = r₁ sin θ = (40 cm)(sin 53^o) = (0,4 m)(0,8) = 0,32 meter
F₂ = 10√2 N  dan l₂ = r₂ sin θ = (20 cm)(sin 45^o) = (0,2 m)(0,5√2) = 0,1√2 meter
F₃ = 20 N dan l₃ = r₁ sin θ = (10 cm)(sin 90^o) = (0,1 m)(1) = 0,1 meter
Perguntado : Resultan momen gaya
Jawab :

(positif karena momen gaya ini menyebabkan balok berotasi berlawanan dengan arah putaran jarum jam)

(negatif karena momen gaya ini menyebabkan balook berotasi searah putrana jarum jam)

(positif karena momen gaya ini menyebabkan balok berotasi berlawanan dengan arah putaran jarum jam)
Momento de força resultante:

8. Batang AB yang massanya diabaikan diletakkan mendatar dan dikerjakan tiga buah gaya seperti gambar. Resultan momen gaya yang bekerja pada batang jika diputar pada poros di D adalah… (sin 53^o = 0,8)

A. 2,4 Nm
B. 2,6 Nm
C. 3,0 Nm
D. 3,2 Nm
E. 3,4 N.m

Discussão
Conhecido :
Sumbu rotasi terletak di D.
Jarak antara F₁ dan sumbu rotasi (r_AD) = 40 cm = 0,4 m
Jarak antara F₂ dan sumbu rotasi (r_BD) = 20 cm = 0,2 m
Jarak antara F₃ dan sumbu rotasi (r_CD) = 10 cm = 0,1 m
F₁ = 10 Newton
F₂ = 10√2 Newton
F₃ = 20 Newton
Sem 53^o = 0,8
Perguntado : Resultan momen gaya jika batang diputar pada poros di D
Jawab :

Hitung momen gaya yang ditimbulkan oleh masing-masing gaya.
Momen gaya 1
Momen gaya 1 bertanda positif karena arah rotasi batang yang ditimbulkan oleh momen gaya 1 berlawanan arah dengan putaran jarum jam.
Momen gaya 2
Momen gaya 2 bertanda negatif karena arah rotasi batang yang ditimbulkan oleh momen gaya 2 searah dengan putaran jarum jam.
Momen gaya 3
Momen gaya 3 bertanda positif karena arah rotasi batang yang ditimbulkan oleh momen gaya 3 berlawanan arah dengan putaran jarum jam.
Resultan momen gaya
A resposta correta é D.

9. Sebuah batang yang diabaikan massanya dipengaruhi tiga buah gaya F_A = F_C = 10 N e F_B = 20 N seperti gambar. Jika jarak AB = BC = 20 cm, maka besar momento de estilo terhadap titik C adalah…

A. 0 Nm
B. 1 Nm
C. 4 Nm
D. 6 Nm
E. 8 Nm

Discussão
Conhecido :
Sumbu rotasi terletak di titik C.
Jarak antara F_A dan sumbu rotasi (r_AC) = 40 cm = 0,4 metros
Jarak antara F_B dan sumbu rotasi (r_BC) = 20 cm = 0,2 metros
Jarak antara F_C dan sumbu rotasi (r_CC) = 0 cm
F_A = 10 Newton
F_B = 20 Newton
F_C = 10 Newton
Perguntado : Resultan momen gaya jika batang diputar pada poros di C
Jawab :
Hitung momen gaya yang ditimbulkan oleh masing-masing gaya.
Momen gaya A
Momen gaya A bertanda negatif karena arah rotasi batang yang ditimbulkan oleh momen gaya A searah dengan putaran jarum jam.
Momen gaya B
Momen gaya B bertanda positif karena arah rotasi batang yang ditimbulkan oleh momen gaya B berlawanan arah dengan putaran jarum jam.
Momen gaya C

Momen gaya C bertanda bernilai 0 karena Gaya F_C coincide com o eixo de rotação
Resultan momen gaya
A resposta correta é A.

10. Sebuah tongkat panjangnya 50 cm terdapat 3 gaya yang sama besarnya seperti pada gambar berikut. Jika tongkat diputar dengan poros putar di titik C, maka besar momen gaya total adalah…

A. 1 Nm
B. 3 Nm
C. 4 Nm
D. 5 Nm
E. 6 Nm
Discussão
Conhecido :
Sumbu rotasi terletak di titik C.
Jarak antara F₁ dan sumbu rotasi (r₁) = 30 cm = 0,3 metros
Jarak antara F₂ dan sumbu rotasi (r₂) = 10 cm = 0,1 metros
Jarak antara F₃ dan sumbu rotasi (r₃) = 20 cm = 0,2 metros
F₁ = 10 Newton
F₂ = 10 Newton
F₃ = 10 Newton
Perguntado : Resultan momen gaya jika batang diputar pada poros di C
Jawab :
Hitung momen gaya yang ditimbulkan oleh masing-masing gaya.
Momen gaya 1
Momen gaya 1 bertanda negatif karena arah rotasi batang yang ditimbulkan oleh momen gaya 1 searah dengan putaran jarum jam.
Momen gaya 2
Momen gaya 2 bertanda positif karena arah rotasi batang yang ditimbulkan oleh momen gaya 2 berlawanan arah dengan putaran jarum jam.
Momen gaya 3
Momen gaya 3 bertanda negatif karena arah rotasi batang yang ditimbulkan oleh momen gaya 3 searah dengan putaran jarum jam.
Resultan momen gaya
Besar resultan momen gaya adalah 3 Newton meter. Resultan momen gaya bertanda negatif artinya arah rotasi batang yang ditimbulkan oleh resultan momen gaya, sama dengan arah rotasi jarum jam.
A resposta correta é B.

https://gurumuda.net/physics/the-magnitude-of-net-torque-problems-and-solutions.htm

Fonte da pergunta:

Questões de Física para o Exame Nacional do Ensino Médio/Ensino Técnico