Soal dan Materi Fisika SMA - Gerak Melingkar

Download di Aplikasi Lebih Mudah

Rapi dan Siap Cetak, Klik Disini untuk Download Aplikasi

Modul untuk Bimbel / Materi Belajar Sekolah TK SD SMP SMA lebih lengkap dan lebih mudah di Aplikasi Produk Aqila Klik Disini untuk Download

 

Link-link Terkait dengan Soal-soal Fisika SMA

• Pengukuran
• GLB dan GLBB
• Gerak Parabola
• Gerak Melingkar
• Hukum Newton
• Gravitasi Newton dan Hukum Keppler
• Usaha dan Energi
• Momentum dan Impuls
• Gerak Harmonik
• Rotasi Benda Tegar
• Elastisitas
• Fluida
• Kalor dan Perpindahannya
• Teori Kinetik Gas
• Gelombang Bunyi
• Gelombang Cahaya
• Alat Optik
• Gejala Pemanasan Global
• Listrik Arus Searah
• Listrik Statis
• Medan Magnet dan Induksi Elektromagnetik
• Induksi Faraday dan Arus Bolak-balik
• Gelombang Elektromagnet
• Teori Relativitas
• Teori Kuantum
• Teknologi Digital
• Inti Atom dan Radioaktivitas

 

 

--------------------------------------------------------------------

GERAK MELINGKAR

--------------------------------------------------------------------

 

GERAK TRANSLASI		GERAK ROTASI		Hubungannya
Pergeseran linier	s	Pergeseran sudut	q	s = q . R
Kecepatan linier	v	Kecepatan sudut	w	v = w . R
Percepatan Linier	a	Percepatan sudut	a	a = a . R
Kelembaman  translasi ( massa )	m	Kelembaman rotasi (momen inersia)	I	I = å m.r2
Gaya	F = m . a	Torsi (momen gaya)	l = I . a	l = F . R
Energi kinetik		Energi kinetik		-
Daya	P = F . v	Daya	P = l . w	-
Momentum linier	p = m.v	Momentum anguler	L = I .w	-

 

PADA GERAK DENGAN PERCEPATAN TETAP

 

GERAK TRANSLASI (ARAH TETAP)	GERAK ROTASI (SUMBU TETAP)
vt = v0 + at	wt = w0 + a .t
s = vot + 1/2 a t 2	q =  w0t + 1/2a .t 2
vt 2 = v0 2  + 2 a.s	wt2 =  w02 + 2a.q

A.    Gerak Melingkar Beraturan

Gerak melingkar beraturan (GMB) merupakan gerak suatu benda yang menempuh lintasan melingkar dengan besar kecepatan tetap

 

Besaran-Besaran Fisika dalam Gerak Melingkar

a.    Periode (T) dan Frekuensi (f)

     Waktu yang dibutuhkan suatu benda yang begerak melingkar untuk melakukan satu putaran penuh disebut periode.

        Banyaknya jumlah putaran yang ditempuh oleh suatu benda yang bergerak melingkar dalam selang waktu satu sekon disebut frekuensi.

    

    

 

 

b.    Kecepatan Linear ( v )

       

        Kecepatan linear (v) merupakan hasil bagi panjang lintasan linear yang ditempuh benda dengan selang waktu tempuhnya.

       

       

c.     Kecepatan Sudut / Kecepatan Anguler  (  )

       

       

 

d.    Percepatan Sentripetal

        Benda yang melakukan gerak melingkar beraturan memiliki percepatan yang disebut dengan percepatan sentripetal.

       

 

Contoh :

       

 

 

Latihan Soal 1

---------------------------------------------------------------------------

1.    Sebuah batu diikat dengan tali kemudian diputar sebanyak 120 putaran tiap menit. Panjang tali pengikat 0,5 meter.

        Tentukan :

        a. Frekuensi

        b. Perioda

        c. Kecepatan sudut

        d. Kecepatan Linier

        e. Percepatan sentripetal

 

2.    Sebuah batu diikat dengan tali kemudian diputar sebanyak 60 putaran tiap 2 menit. Panjang tali pengikat 2 meter.

        Tentukan :

        a. Frekuensi

        b. Perioda

        c. Kecepatan sudut

        d. Kecepatan Linier

        e. Percepatan sentripetal

 

 

B.    Gerak Melingkar Berubah Beraturan

        Percepatan Total pada GMBB

             

       

       

       

 

C.    Hubungan Roda-Roda

 

Latihan Soal 2

---------------------------------------------------------------------------

1.    Roda A dan B dihubungkan dengan rantai seperti gambar, Jari-jari roda A 2 cm dan jari-jari roda B 10 cm. Jika kecepatan sudut roda A 20 rad/s, tentukan :

        a. Kecepatan sudut roda B

        b. Kecepatan Roda A

        c. Kecepatan roda B

 

 

 

 

2.    Roda A dan B dihubungkan dengan rantai seperti gambar, Jari-jari roda A 4 cm dan jari-jari roda B 8 cm. Jika kecepatan sudut roda A 50 rad/s, tentukan :

        a. Kecepatan sudut roda B

        b. Kecepatan Roda A

        c. Kecepatan roda B

 

       

3.    Roda A dan B dihubungkan dengan rantai seperti gambar, Jari-jari roda A 3 cm dan jari-jari roda B 27 cm. Jika kecepatan sudut roda A 12 rad/s, tentukan :

        a. Kecepatan sudut roda B

        b. Kecepatan Roda A

        c. Kecepatan roda B

 

4.    Roda A dan B dihubungkan dengan rantai seperti gambar, Jari-jari roda A 6 cm dan jari-jari roda B 18 cm. Jika kecepatan sudut roda A 20 rad/s, tentukan :

        a. Kecepatan sudut roda B

        b. Kecepatan Roda A

        c. Kecepatan roda B

 

5.    Roda A dan B dihubungkan dengan rantai seperti gambar, Jari-jari roda A 6 cm dan jari-jari roda B 18 cm. Jika kecepatan roda A 10 m/s, tentukan :

        a. Kecepatan roda B

        b. Kecepatan sudut roda A

        c. Kecepatan sudut roda B

 

       

6.    Roda A dan B dihubungkan dengan rantai seperti gambar, Jari-jari roda A 20 cm, jari-jari roda B 5 cm dan jari-jari Roda C 0,5 meter. Jika kecepatan sudut roda A 10 rad/s, tentukan :

        a. kecepatan sudut roda B

        b. Kecepatan sudut roda C

        c. Kecepatan Roda A

        d. Kecepatan Roda B

        e. Kecepatan Roda C

 

 

6.    Roda A dan B dihubungkan dengan rantai seperti gambar, Jari-jari roda A 10 cm, jari-jari roda B 5 cm dan jari-jari Roda C 25 meter. Jika kecepatan sudut roda A 20 rad/s, tentukan :

        a. kecepatan sudut roda B

        b. Kecepatan sudut roda C

        c. Kecepatan Roda A

        d. Kecepatan Roda B

        e. Kecepatan Roda C

 

 

7.    yang bergerak melingkar memiliki kecepatan sudut tetap 240 rpm. Dalam 10 detik benda tersebut telah menempuh sudut sebesar ….

 

8.    yang bergerak melingkar memiliki kecepatan sudut tetap 60 rpm. Dalam 10 detik benda tersebut telah menempuh sudut sebesar ….

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Latihan Soal 3

---------------------------------------------------------------------------

1.    Sebuah benda yang melakukan gerak melingkar memiliki ….

        a. kecepatan tetap

        b. kelajuan tetap

        c. kecepatan yang arahnya menjauhi pusat lingkaran

        d. kelajuan yang arahnya menjauhi pusat lingkaran

        e. percepatan tetap

 

2.    Jika sebuah roda katrol berputar 60 putaran tiap dua menit, maka frekuensi dan kecepatan sudut roda adalah ….

        a. 0,5 Hz dan 6,28 rad s^-1

        b. 0,8 Hz dan 3,14 rad s^-1

        c. 0,5 Hz dan 3,14 rad s^-1

        d. 1 Hz dan 3,14 rad s^-1

        e. 0,8 Hz dan 6,28 rad s^-1

 

3.    Sebuah benda melakukan gerak melingkar beraturan sebanyak 300 putaran tiap menit. Jika diameter lingkaran 80 cm, maka percepatan sentripetal benda tersebut adalah ….

        a. 10              d. 40

        b. 20                e. 50

        c. 30

 

4.    Sebuah lubang angin pada ban mobil berputar 300 rpm. Jika jarak lubang angin tersebut dari pusat ban 0,5 m, maka kecepatan linearnya adalah ….

        a. 5 ms^-1                d. 20  ms^-1

        b. 10 ms^-1                e. 25 ms^-1

        c. 15 ms^-1

 

5.    Sebuah titik bergerak melingkar beraturan dengan jari-jari lingkaran 50 cm dan melakukan 12 putaran dalam 6 menit. Frekuensi dan kecepatan linear titik tersebut adalah ….

       

 

6.    Sebuah roda mula-mula berputar dengan kecepatan sudut 20 rad s^-1. Jika roda tersebut berhenti setelah 4 detik, maka besarnya perlambatan yang harus diberikan pada roda tersebut adalah ….

        a. -6 rad s^-2           d. -3 rad s^-2

        b. -5 rad s^-2           e. -2 rad s^-2

        c. -4 rad s^-2

 

7.    Sebuah satelit komunikasi mengorbit di atas permukaan bumi pada ketingian 600 km. Jika waktu yang diperlukan satelit tersebut untuk menempuh satu kali putaran adalah 1,5 jam, maka kecepatan satelit tersebut adalah ….

        a. 689 ms^-1           d. 896 ms^-1

        b. 698 ms^-1           e. 889 ms^-1

        c. 989 ms^-1

 

8.    Sebuah elektron bergerak mengelilingi proton dalam orbit melingkar dengan kecepatan 2,18 × 10⁶. Jika jari-jari orbit elektron sebesar 5,29 × 10^-11 m, maka percepatan yang dialami elektron tersebut adalah ….

        a. 7,98 × 10²² ms²      d. 8,98 × 10¹² ms²

        b. 7,98 × 10¹² ms²      e. 7,98 × 10³² ms²

        c. 8,98 × 10²² ms²

 

9.    Sebuah benda melakukan gerak melingkar beraturan sebanyak 300 putaran tiap menit. Jika diameter lingkaran 80 cm, maka percepatan sentripetal benda tersebut adalah ….

        a. 10 ms^-2              d. 40 ms^-2

        b. 20 ms^-2              e. 50 ms^-2

        c. 30 ms^-2

 

10. Terdapat tiga buah roda A, B, dan C yang memiliki jari-jari berturut-turut 25 cm, 15 cm, dan 40 cm. Roda A dab B dihubungkan oleh rantai, sedangkan roda B dan C seporos. Jika roda C memerlukan waktu 2 menit untuk menempuh 120 putaran, maka kecepatan sudut roda A dan B adalah ….

        a. 2 rads^-1 dan 1,2 rads^-1  

        b. 1,2 rads^-1 dan 1,2 rads^-1

        c. 2 rads^-1 dan 2 rads^-1                     

        d. 2 rads^-1 dan 2,2 rads^-1

        e. 1,2 rads^-1 dan 2 rads^-1

 

11. Sebuah benda bergerak melingkar dengan kecepatan anguler awal 60 rad/s. Kemudian kecepatan angulernya berubah menjadi 110 rad/s dalam waktu 2,5 s. Percepatan anguler yang dialami benda sebesar ....

        a. 50 rad/s²                                d. 2,5 rad/s²

        b. 25 rad/s²                                e. 2 rad/s²

        c. 20 rad/s²

 

12.  Sebuah benda tegar berputar dengan kecepatan sudut 10 rad/s. Kecepatan linear suatu titik pada benda berjarak 0,5 m dari sumbu putar adalah ....

        a. 5 m/s                                                     d. 10,5 m/s

        b. 9,5 m/s                                   e. 20 m/s

        c. 10 m/s

 

13. Tali melilit pada roda berjari-jari R = 25 cm, seperti gambar. Jika suatu titik pada tali itu (titik A) mempunyai kecepatan 5 m/s, maka kecepatan rotasi roda adalah ….

       

        a. 0,2 rad/s

        b. 5 rad/s

        c. 5π rad/s

        d. 20 rad/s

        e. 20π rad/s

 

14. Untuk sistem roda seperti pada gambar di bawah, RA = 50 cm, RB = 20 cm, RC = 10 cm

        Jika roda A memiliki kelajuan linier 1 m/s maka kecepatan sudut roda C dalam rad/s adalah .…

        a. 0,2                     d. 4

        b. 1                               e. 8

        c. 2

 

15. Akibat rotasi bumi, keadaan Hasan yang bermassa a dan ada di Bandung, dan David yang bermassa a dan ada di London, akan sama dalam hal ....

        a. Laju linearnya

        b. Kecepatan linearnya

        c. Gaya gravitasi buminya

        d. Kecepatan angulernya

        e. Percepatan sentripetalnya

 

16. Di antara pernyataan berikut ini:

        (1)   Kecepatan sudut tetap, kecepatan linear berubah

        (2)   Kecepatan sudut dan kecepatan linear tetap

        (3)   Kecepatan sudut dan kecepatan linear berubah beraturan

        Yang berlaku pada gerak melingkar beraturan adalah ....

        a. 1                                              d. 2 dan 3

        b. 1 dan 2                     e. 3

        c. 2

 

17. Benda yang bergerak melingkar memiliki kecepatan sudut tetap 120 rpm. Dalam 10 detik benda tersebut telah menempuh sudut sebesar ….

        a. 4π rad                      d. 120 rad

        b. 4 rad                        e. 1200 rad

        c. 40π rad

 

18.  Sebuah benda berotasi menggelilingi suatu sumbu dengan persamaan posisi sudut θ = 2t +3 (dalam radian dan t dalam sekon). Dari persamaan tersebut dapat dinyatakan bahwa:

        (1) pada saat t = 0 posisi sudut = 3 rad

        (2) kecapatan sudut benda tetap

        (3) percepatan sudut benda nol

        (4) laju linier benda 2 m/s

        Yang benar adalah ....

        a. semua                      d. 2 dan 4

        b. 1, 2 dan 3                               e. 4 saja

        c. 1 dan 3

 

19.  Seorang Hercules memutar benda bermassa 4 kg yang diikatkan pada tali yang panjangnya 6 m dengan kelajuan konstan 12 ms^-1, maka besar gaya sentripetal benda tersebut adalah ....

        a. 96 N                  d. 12 N

        b. 86 N                  e. 8 N

        c. 16 N

 

20.  Sebuah benda yang massanya 5 kg bergerak secara beraturan dalam lintasan yang melingkar dengan kecepatan 2 m/s. Bila jari-jari lingkaran itu 0,5 m, maka:

        (1) waktu putarnya adalah 0,5 s

        (2) besar percepatan sentripetalnya adalah 8 m/s2

        (3) gaya sentripetalnya adalah 40 N

        (4) vektor kecepatanya tidak tetap

        Yang benar adalah ....

        a. semua                      d. 2 dan 4

        b. 1, 2 dan 3                               e. 4 saja

        c. 1 dan 3

 

21.  Sebuah belokan jalan raya memiliki radius 30 m dibuat miring sedemikian rupa tergelincir. Kemiringan belokan tersebut haruslah ….

        a. 30⁰                            d. 53⁰

        b. 37⁰                           e. 60⁰

        c. 45⁰

 

22.  Di antara ketentuan berikut ini :

        (1)   Kecepatan sudutnya tetap, kecepatan liniernya berubah.

        (2)   Kecepatan sudut dan kecepatan liniernya tetap.

        (3)   Kecepatan sudut berubah, kecepatan linier tetap.

Yang berlaku pada gerak melingkar beraturan adalah …

        a. (1) saja                             d. (2) dan (3)

        b. (1) dan (2)                       e. (3) saja

        c. (2) saja

 

 

 

23.  Suatu benda berputar dengan kecepatan sudut 10 rad/s. Kecepatanya linier suatu titik pada benda berjarak 0,5m dari sumbu putar adalah …

        a. 20 m/s                             d. 9,5 m/s

        b. 10,5 m/s                         e. 5,0 m/s.

        c. 10 m/s

 

24.  Sebuah sepeda motor berbelok mengelilingi suatu lintasan melingkar dengan diameter 40 m dengan kelajuan tetap 10 m/s. Percepatan sentripetal sepeda motor adalah …

        a. nol

        b. 5 m/s² menuju pusat

        c. 5 m/s² menjauhi pusat

        d. 10 m/s² menuju pusat

               e. 10 m/s² menjauhi pusat

Download di Aplikasi Lebih Mudah

Rapi dan Siap Cetak, Klik Disini untuk Download Aplikasi

Modul untuk Bimbel / Materi Belajar Sekolah TK SD SMP SMA lebih lengkap dan lebih mudah di Aplikasi Produk Aqila Klik Disini untuk Download