Roboguru

Benda bermassa 20 g diikatkan pada batang melalui tali (massa tali diabaikan) sepanjang (L) 60 cm seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut. Tiap-tiap tali memiliki sudut yang sama sebesar 60° terhadap batang. Batang tersebut diputar dengan kecepatan sudut 10 rad/s. Jika percepatan gravitasi bumi g = 10 m/s2, besar tegangan tali untuk bagian atas dan bawah berturut-turut adalah…

Pertanyaan

Benda bermassa 20 g diikatkan pada batang melalui tali (massa tali diabaikan) sepanjang (L) 60 cm seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut.

Tiap-tiap tali memiliki sudut yang sama sebesar 60° terhadap batang. Batang tersebut diputar dengan kecepatan sudut 10 rad/s. Jika percepatan gravitasi bumi g = 10 m/s2, besar tegangan tali untuk bagian atas dan bawah berturut-turut adalah

 

  1. a

  2. b

  3. c

  4. d

  5. e

Pembahasan Soal:

Diketahui :

m=20gram=0,02kgL=60cm=0,6mθ=60oω=10rad/sg=10m/s2

Ditanya :

T1,T2=?

Jawab :

Jarak benda ke batang :

r=Lsin60r=0,6213r=0,33m

Gaya-gaya pada sumbu-X :

1. Gaya sentripetal (Fs) arah ke kanan

2. T1x arah ke kiri

3. T2x arah ke kanan

Gaya-gaya pada sumbu-Y :

1. T1y arah ke atas

2. T2y arah ke bawah

3. Gaya berat benda (W) arah ke bawah

Benda berada dalam keadaan seimbang , sehingga :

ΣFx=0FsT1xT2x=0Fs=T1x+T2xmω2r=T1sin60+T2sin600,021020,33=T1213+T22130,6=21(T1+T2)T1+T2=1,2T1=1,2T2(pers1)ΣFy=0T1yWT2y=0T1y=W+T2yT1cos60=mg+T2cos60T121=0,0210+T221subtitusikanpers1(1,2T2)21=0,2+T2210,6T221=0,2+T2210,60,2=T221+T2210,4=T2T2=0,4NT1=1,20,4T1=0,8N

Jadi tegangan tali bagian atas adalah 0,8 N dan tegangan tali bagian bawah adalah 0,4 N. Oleh karena itu jawaban yang benar adalah D.

Pembahasan terverifikasi oleh Roboguru

Dijawab oleh:

M. Mutiara

Terakhir diupdate 18 September 2021

Roboguru sudah bisa jawab 91.4% pertanyaan dengan benar

Tapi Roboguru masih mau belajar. Menurut kamu pembahasan kali ini sudah membantu, belum?

Membantu

Kurang Membantu

Apakah pembahasan ini membantu?

Belum menemukan yang kamu cari?

Post pertanyaanmu ke Tanya Jawab, yuk

Mau Bertanya

Pertanyaan yang serupa

Sebuah kontainer berbentuk konik berotasi pada sumbu AB seperti pada gambar. Benda m tidak slip di dalam kontainer dengan jarak R terhadap sumbu AB. Jika kecepatan linier benda adalah v, besar v2 a...

Pembahasan Soal:

Diketahui: 

m equals m R equals R

Ditanya: v.

Penyelesaian:

Kecepatan linier adalah perubahan lintasan linier suatu benda pada satu satuan waktu. Gaya-gaya yang bekerja pada benda dapat dilihat pada gambar berikut:

Agar benda m tidak slip, maka benda dianggap dalam keadaan seimbang, sehingga berlaku Hukum I Newton.

begin inline style sum for blank of end style F subscript x equals 0 F subscript s minus N cos alpha equals 0 F subscript s equals N cos alpha cos alpha equals F subscript s over N  begin inline style sum for blank of end style F subscript y equals 0 N sin alpha minus w equals 0 N sin alpha equals w sin alpha equals w over N  fraction numerator sin alpha over denominator cos alpha end fraction equals fraction numerator begin display style bevelled w over N end style over denominator begin display style bevelled F subscript s over N end style end fraction tan alpha equals w over F subscript s equals fraction numerator m g over denominator begin display style bevelled fraction numerator m v squared over denominator R end fraction end style end fraction tan alpha equals g R over v squared v squared equals fraction numerator g R over denominator tan alpha end fraction v squared equals g R space cotan alpha

Jadi besar kuadrat kecepatan linier agar benda m tidak slip adalah g R space cotan alpha.

Oleh karena itu jawaban yang benar adalah C.

Roboguru

Seorang anak duduk di atas kursi pada roda yang berputar vertikal. Jika percepatan gravitasi bumi 10 m/s2 dan jari-jari roda 2,5 m, laju maksimum roda itu agar anak tidak terlepas dari tempat duduknya...

Pembahasan Soal:

Diketahui:

g equals 10 space straight m divided by straight s squared R equals 2 comma 5 space straight m

Ditanya: v.

Penyelesaian:

Soal ini menggunakan konsep gerak melingkar. Agar benda tetap ditempatnya, berat benda harus sama dengan gaya sentripetal. 

w equals F subscript s m g equals m v squared over R v equals square root of g R end root equals square root of 10 cross times 2 comma 5 end root v equals 5 space straight m divided by straight s

Jadi laju maksimum roda itu agar anak tidak terlepas dari tempat duduknya adalah 5 m/s.

Oleh karena itu jawaban yang tepat adalah C.

Roboguru

Sebuah benda yang massanya 10 kg bergerak melingkar beraturan dengan kecepatan 4 m/s. Jika jari-jari lingkarannya 0,5 m, maka: Frekuensi putarannya Hz. Percepatan sentripetalnya 32 m/s2. Gaya sen...

Pembahasan Soal:

Diketahui:

m equals 10 space kg v equals 4 space straight m divided by straight s R equals 0 comma 5 space straight m

Ditanya: f, as, F dan T.

Penyelesaian:

Soal ini menggunakan konsep gerak melingkar. Gerak melingkar adalah gerakan suatu benda yang lintasannya berbentuk lingkaran.

1. Frekuensi

Frekuensi pada gerak melingkar adalah banyak putaran dalam satu satuan waktu.

omega equals v over R 2 pi f equals v over R f equals fraction numerator v over denominator 2 pi R end fraction equals fraction numerator 4 over denominator 2 pi cross times 0 comma 5 end fraction f equals 4 over pi space Hz

2. Percepatan sentripetal

Percepatan sentripetal adalah percepatan yang muncul ketika benda bergerak melingkar dan arahnya menuju ke pusat lingkaran.

a subscript s equals v squared over R equals fraction numerator 4 squared over denominator 0 comma 5 end fraction equals 32 straight m divided by straight s squared

3. Gaya sentripetal

Gaya sentripetal adalah gaya yang membuat benda bergerak melingkar.

F subscript s equals m a subscript s equals 10 cross times 32 equals 320 space straight N

4. Periode

Periode pada gerak melingkar adalah waktu yang dibutuhkan benda untuk bergerak 1 lingkaran penuh.

T equals 1 over f equals fraction numerator 1 over denominator begin display style bevelled 4 over pi end style end fraction equals pi over 4 straight s 

Jadi jawaban yang benar adalah pernyataan 1, 2 dan 3.

Oleh karena itu jawaban yang tepat adalah B.

Roboguru

Sebuah piringan hitam berputar dengan kecepatan sudut sebesar 600 rpm. Jika jari-jari piringan 5 cm. Percepatan sentripetalnya adalah ....

Pembahasan Soal:

Diketahui:

begin mathsize 14px style omega equals 600 space rpm end style
R = 5 cm = 0,05 m

Ditanyaundefined?

Penyelesaian:

Sebelum menghitung percepatan sentripetal, ubah terlebih dahulu satuan kecepatan sudut menjadi rad/s.

omega equals 600 space rpm omega equals 600 over 60 rotasi space per space sekon omega equals 10 space rotasi space per space sekon 

karena 1 rotasi = 2 pi space rad, maka: 

omega equals 10 cross times 2 pi space rad space per space sekon omega equals 20 pi space rad divided by straight s 

Jadi, kecepatan sudutnya adalah 20 pi space rad divided by straight s

Percepatan sentripetal diperoleh dari:

a subscript s equals omega squared R a subscript s equals left parenthesis 20 pi right parenthesis squared cross times 0 comma 05 a subscript s equals 20 pi squared space rad divided by straight s squared  

Dengan demikian, percepatan sentripetal piringan hitam tersebut adalah bold 20 bold italic pi to the power of bold 2 bold space bold rad bold divided by bold s to the power of bold 2.

Jadi, jawaban yang tepat adalah C.

Roboguru

Sebuah benda bergerak melingkar beraturan dengan kelajuan 3 m/s, jari-jari lintasan 90 cm, maka besar percepatan sentripetal benda adalah ... m/s2.

Pembahasan Soal:

Diketahui:

v=3m/sR=90cm=0,9m 

Ditanyakan:

as=...? 

Jawaban:

Gerak melingkar adalah gerakan suatu benda yang memiliki lintasan berbentuk lingkaran. Pada gerak melingkar istilah percepatan sentripetal (as) merupakan percepatan yang arahnya menuju pusat lingkaran. Percepatan sentripetal berfungsi untuk mengubah arah benda bergerak sehingga gerakan benda menciptakan lintasan yang melingkar.

as====Rv20,9320,9910

Sehingga percepatan sentripetal benda tersebut adalah 10 m/s2.

Dengan demikian, jawaban yang tepat ditunjukkan oleh pilihan D.

Roboguru

Roboguru sudah bisa jawab 91.4% pertanyaan dengan benar

Tapi Roboguru masih mau belajar. Menurut kamu pembahasan kali ini sudah membantu, belum?

Membantu

Kurang Membantu

Apakah pembahasan ini membantu?

Belum menemukan yang kamu cari?

Post pertanyaanmu ke Tanya Jawab, yuk

Mau Bertanya

RUANGGURU HQ

Jl. Dr. Saharjo No.161, Manggarai Selatan, Tebet, Kota Jakarta Selatan, Daerah Khusus Ibukota Jakarta 12860

Coba GRATIS Aplikasi Ruangguru

Produk Ruangguru

Produk Lainnya

Hubungi Kami

Ikuti Kami

©2021 Ruangguru. All Rights Reserved