Penyelesaian Soal Gaya Sentripetal
Soal 1Sebuah benda bermassa m diikatkan pada ujung seutas tali kemudian ujung tali lainnya diputar secara horizontal. Ketika tali diputar, maka benda juga ikut berputar mengikuti lintasan yang dibentuk putaran tali dengan kecepatan linear v dan kecepatan sudut ω seperti yang diilustrasikan pada gambar di bawah ini.
Pada kasus ini, panjang tali L berfungsi sebagai jari-jari lintasan lingkaran dan menghasilkan tegangan tali sebesar T, jika kecepatan sudut dijaga tetap, maka tegangan tali pada saat panjang tali dijadikan ¾ dari panjang mula-mula adalah . . . .
A.T/3 B. T/4 C. T/5 D. 3T/4 E. 5T/4
Jawab:
Gaya tegangan tali pada lintasan gerak melingkar di atas merupakan gaya sentripetal, maka
T = mv2/L = mω2L
Jika panjang tali L’ = ¾ L, dan ω’ = ω, maka tegangan tali akan menjadi,
T’ = mω(3/4 L) = 3T/4
Soal 2
Sebuah benda memiliki massa 100 g bergerak melingkar beraturan dengan kelajuan 3 m.s−1. Jika jari-jari lintasan benda adalah 40 cm maka gaya sentripetal yang dialami benda tersebut sebesar....
A. 1,25 N B. 2,25 N C. 3,25 N D. 4,25 N E. 5,25 N
Jawab:
Massa benda, m = 100 gram = 0,1 kg, panjang tali jadi jari-jari R = 40 cm = 0,4 m dan kecepatan lienar v = 3 m/s2. Maka gaya sentripetalnya adalah
Fsp = mv2/R
Fsp = (0,1 kg)(3 m/s2)2/(0,4 m) = 2,25 N
Soal 3
Sebuah bergerak dengan kelajuan konstan v melalui lintasan yang berbentuk lingkaran dengan percepatan sentripetal (as). Agar percepatan sentripetal menjadi 3 kali dari semula maka....
A. V dijadikan 3 kali dan R dijadikan 2 kali semula
B. V dijadikan 3 kali dan R dijadikan 4 kali semula
C. V dijadikan 2 kali dan R dijadikan 3 kali semula
D. V tetap dan R dijadikan 1/3 kali semula
E. V dijadikan 1/3 kali semula dan R tetap
Jawab:
Percepatan sentripetal as = ν2 / R, agar percepatan sentripetal menjadi tiga kali semula, maka
Jika v dijadikan 3 kali dan R dijadikan 3 kali semula dan jila v tetap maka R dijadikan 1/3 kalinya.
Soal 4
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....
A. (1), (2), (3), dan (4)
B. (1), (2), dan (3)
C. (1), dan (3) saja
D. (2), dan (4) saja
E. (3), dan (4) saja
Jawab:
Massa benda, m = 10 kg, kecepatan benda, v = 4 m/s dan R = 0,5 m.
Dengan menggunakan hubungan v = ωr dan ω = 2πf, kita peroleh
f = v/(2πr) = (4 m/s)/(2π x 0,5 m) = 4/π Hz
Percepatan sentripetal benda adalah
as = v2/R = (4 m/s)2/(0,5 m) = 32 m/s2
gaya sentripetal diperoleh dari
Fs = mas = 10 kg x 32 m/s2 = 320 N
Periodenya adalah
T = 1/f = π/4
Pada kasus ini, panjang tali L berfungsi sebagai jari-jari lintasan lingkaran dan menghasilkan tegangan tali sebesar T, jika kecepatan sudut dijaga tetap, maka tegangan tali pada saat panjang tali dijadikan ¾ dari panjang mula-mula adalah . . . .
A.T/3 B. T/4 C. T/5 D. 3T/4 E. 5T/4
Jawab:
Gaya tegangan tali pada lintasan gerak melingkar di atas merupakan gaya sentripetal, maka
T = mv2/L = mω2L
Jika panjang tali L’ = ¾ L, dan ω’ = ω, maka tegangan tali akan menjadi,
T’ = mω(3/4 L) = 3T/4
Soal 2
Sebuah benda memiliki massa 100 g bergerak melingkar beraturan dengan kelajuan 3 m.s−1. Jika jari-jari lintasan benda adalah 40 cm maka gaya sentripetal yang dialami benda tersebut sebesar....
A. 1,25 N B. 2,25 N C. 3,25 N D. 4,25 N E. 5,25 N
Jawab:
Massa benda, m = 100 gram = 0,1 kg, panjang tali jadi jari-jari R = 40 cm = 0,4 m dan kecepatan lienar v = 3 m/s2. Maka gaya sentripetalnya adalah
Fsp = mv2/R
Fsp = (0,1 kg)(3 m/s2)2/(0,4 m) = 2,25 N
Soal 3
Sebuah bergerak dengan kelajuan konstan v melalui lintasan yang berbentuk lingkaran dengan percepatan sentripetal (as). Agar percepatan sentripetal menjadi 3 kali dari semula maka....
A. V dijadikan 3 kali dan R dijadikan 2 kali semula
B. V dijadikan 3 kali dan R dijadikan 4 kali semula
C. V dijadikan 2 kali dan R dijadikan 3 kali semula
D. V tetap dan R dijadikan 1/3 kali semula
E. V dijadikan 1/3 kali semula dan R tetap
Jawab:
Percepatan sentripetal as = ν2 / R, agar percepatan sentripetal menjadi tiga kali semula, maka
Jika v dijadikan 3 kali dan R dijadikan 3 kali semula dan jila v tetap maka R dijadikan 1/3 kalinya.
Soal 4
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....
A. (1), (2), (3), dan (4)
B. (1), (2), dan (3)
C. (1), dan (3) saja
D. (2), dan (4) saja
E. (3), dan (4) saja
Jawab:
Massa benda, m = 10 kg, kecepatan benda, v = 4 m/s dan R = 0,5 m.
Dengan menggunakan hubungan v = ωr dan ω = 2πf, kita peroleh
f = v/(2πr) = (4 m/s)/(2π x 0,5 m) = 4/π Hz
Percepatan sentripetal benda adalah
as = v2/R = (4 m/s)2/(0,5 m) = 32 m/s2
gaya sentripetal diperoleh dari
Fs = mas = 10 kg x 32 m/s2 = 320 N
Periodenya adalah
T = 1/f = π/4
Post a Comment for "Penyelesaian Soal Gaya Sentripetal"
Sobat Fisika! Berikan Komentar di kolom komentar dengan bahasa yang sopan dan sesuai isi konten...Terimasih untuk kunjunganmu di blog ini, semoga bermanfaat!