Selamat berjumpa kembali kawan-kawan, berikut ini akan disajikan Contoh Soal Essay Jawaban Fisika Tentang Momen Gaya dan Inersia. Mudah-mudahan saja Contoh Soal Essay Jawaban Fisika Tentang Momen Gaya dan Inersia ini bermanfaat banyak.
Soal No. 1). Batang AB = 2 meter dengan poros titik A dengan gaya F sebesar 12 N membentuk sudut 60°.
Tentukan besar momen gaya yang terjadi pada batang AB.
Jawaban:
Beberapa cara biasa digunakan diantaranya:
τ = F d sin α
τ = 12 (2) sin 60°
τ = 12 (2)(1/2 √3) = 12√3 Nm
Atau diuraikan dulu gaya F,
Yang menimbulkan torsi adalah F sin 60° dengan jaraknya ke A adalah 2 m, sementara F cos 60° mengakibatkan torsi sebesar NOL, karena jaraknya ke poros A adalah nol.
τ = F sin 60° (AB)
τ = 12 (1/2 √3)(2) = 12√3 Nm
Soal No. 2). Batang AC = 4 meter dengan poros titik A dengan gaya F1 sebesar 20 N dan F2 sebesar 12 N. Sudut-sudut ditunjukkan gambar berikut:
Jika titik B berada di tengah batang AC, tentukan besar momen gaya yang terjadi pada batang AC, dalam kasus ini massa batang diminta untuk diabaikan.
Jawaban
Momen gaya dengan poros di titik A:
τ = F1 AC sin 60° − F2 AB sin 60°
τ = 20 (4) (1/2 √3) − 12 (2) (1/2 √3)
τ = 28√3 Nm
Soal No. 3). Susunan 3 buah massa titik seperti gambar berikut!
Jika m1 = 1 kg, m2 = 2 kg dan m3 = 3 kg, tentukan momen inersia sistem tersebut jika diputar menurut :
a) poros P
b) poros Q
Jawaban:
a) poros P
b) poros Q
Soal No. 4). Bola A bermassa = 60 gram dan bola B = 40 gram dihubungkan batang AB (massanya diabaikan).
Jika kedua bola diputar dengan sumbu putar di P maka momen inersia sistem adalah….
Jawaban:
Momen inersia di titik dengan sumbu putar di p
Soal No. 5). Empat buah gaya masing-masing :
F1 = 100 N
F2 = 50 N
F3 = 25 N
F4 = 10 N
bekerja pada benda yang memiliki poros putar di titik P seperti ditunjukkan gambar berikut! Jika ABCD adalah persegi dengan sisi 4 meter, dan tan 53o = 4/3, tentukan besarnya momen gaya yang bekerja pada benda dan tentukan arah putaran gerak benda!
Soal No. 6). Diagram gaya-gaya yang bekerja pada benda (tampak depan) sebagai gambar berikut :
Misal :
(+) untuk putaran searah jarum jam
(−) untuk putaran berlawanan arah jarum jam
(Ket : Boleh dibalik)
Jawaban:
Sesuai perjanjian tanda di atas, benda berputar searah jarum jam
Soal No. 7). Empat buah gaya masing-masing :
F1 = 10 N
F2 = 10 N
F3 = 10 N
F4 = 10 N
dan panjang AB = BC = CD = DE = 1 meter
Dengan mengabaikan berat batang AE, tentukan momen gaya yang bekerja pada batang dan arah putarannya jika:
a) poros putar di titik A
b) poros putar di titik D
Jawaban:
a) poros putar di titik A
Putaran searah jarum jam.
b) poros putar di titik D
Putaran berlawanan arah dengan jarum jam
Soal No. 8). Lima titik massa tersusun seperti gambar berikut!
m1 = 1 kg, m2 = 2 kg , m3 = 3 kg, m4 = 4 kg, m5 = 5 kg
Tentukan momen inersianya jika:
a) poros putar sumbu X
b) poros putar sumbu Y
Jawaban
a) poros putar sumbu X
b) poros putar sumbu Y
Soal No. 9). Tiga buah benda masing-masing :
Bola pejal massa 5 kg
Silinder pejal massa 2 kg
Batang tipis massa 0,12 kg
D = 2 m
Tentukan momen inersia masing- masing benda dengan pusat benda sebagai porosnya!
Jawaban:
Bola Pejal
Silinder Pejal
Batang Tipis
Soal No. 10). Sebuah pipa dengan panjang L = 2 meter memiliki jari-jari luar pipa adalah 22 cm dengan jari-jari dalam 20 cm.
Jika massa pipa adalah 4 kg, tentukan momen inersia pipa!
Jawaban
Momen inersia silinder berongga adalah sebagai berikut
R1 = 20 cm = 20/100 meter, R2 = 22 cm = 22/100 meter, M = 4 kilogram, sehingga
Soal No. 11). Sebuah tongkat yang panjangnya 40 cm mendapat tiga gaya yang sama besarnya 10 newton seperti pada gambar.
Jika tongkat diputar di titik C, tentukan momen gaya total!
Jawaban:
Momen gaya dengan pusat C, misal searah jarum jam diberi tanda (−) dan berlawanan arah jarum jam tanda (+).
Soal No. 12). Batang AB panjang 100 cm, massa 3 kg dan tidak diabaikan. Pada batang bekerja gaya 20 N dan 10 N seperti gambar berikut!
Besar momen gaya dengan titik P sebagai porosnya adalah…..(gunakan percepatan gravitasi bumi g = 10 m/s2)
Jawaban:
Karena massa batang tidak diabaikan, tambahkan satu gaya lagi yaitu gaya berat yang besarnya w = mg = 3 x 10 = 30 N. Letakkan dipusat massa dari benda dalam hal ini di tengah-tengah batang seperti gambar berikut!
Perlakukan gaya ini seperti dua gaya yang lain saat menghitung momen gaya.
Misal searah jarum jam tanda negatif, berlawanan positif (tanda boleh dibalik).
Hasilnya negatif, yang artinya sesuai pemberian tanda tadi, momen gaya searah jarum jam dan besarnya 5 Nm.
Soal No. 13). Sebuah batang homogen memiliki panjang 2 m. Kedua ujung batang dikenakan gaya seperti gambar berikut!
Tentukan besar momen kopel gaya pada batang!
Jawaban
Kopel adalah pasangan dari dua buah gaya yang sama besar dan memiliki arah yang berlawanan. Besarnya momen kopel (M) dirumuskan:
M = F d
dimana
F = besar salah satu gaya = 20 N
d = jarak kedua gaya = 2 m
sehingga
M = 20(2) = 40 Nm