Rangkuman soal soal Gerak Melingkar dari berbagai sumber

Soal No. 1

Nyatakan dalam satuan radian :
a) 90^o
b) 270^o

Pembahasan
360^o = 2π radian

a) 90^o



b) 270^o

 

Soal No. 2
Konversikan ke dalam satuan rad/s :
a) 120 rpm
b) 60 rpm

Pembahasan
1 rpm = 1 putaran per menit
1 putaran adalah 2π radian atau
1 putaran adalah 360^o
1 menit adalah 60 sekon
a) 120 rpm



b) 60 rpm



Soal No. 3
Sebuah benda bergerak melingkar dengan kecepatan sudut 50π rad/s. Tentukan frekuensi putaran gerak benda!

Pembahasan


Soal No. 4
Kecepatan sudut sebuah benda yang bergerak melingkar adalah 12 rad/s. Jika jari-jari putarannya adalah 2 meter, tentukan besar kecepatan benda tersebut!

Pembahasan


Soal No. 5
Sebuah benda bermassa 1 kg berputar dengan kecepatan sudut 120 rpm. Jika jari-jari putaran benda adalah 2 meter tentukan percepatan sentripetal gerak benda tersebut !

Pembahasan
Data :
ω = 120 rpm = 4π rad/s
r = 2 meter
m = 1 kg
a_sp = ...?

a_sp = ^V2/_r = ω² r
a_sp = (4π)² (2) = 32π² m/s²

Soal No. 6
Gaya sentripetal yang bekerja pada sebuah benda bermassa 1 kg yang sedang bergerak melingkar beraturan dengan jari-jari lintasan sebesar 2 m dan kecepatan 3 m/s adalah....?

Pembahasan
Data :
m = 1 kg
r = 2 meter
V = 3 m/s
F_sp = ....?

F_sp = m ( ^V2/_r )
F_sp = (1)( ³²/₂ ) = 4,5 N

Soal No. 7
Dua buah roda berputar dihubungkan seperti gambar berikut!



Jika jari jari roda pertama adalah 20 cm, jari-jari roda kedua adalah 10 cm dan kecepatan sudut roda pertama adalah 50 rad/s, tentukan kecepatan sudut roda kedua!

Pembahasan
Data :
r₁ = 20 cm
r₂ = 10 cm
ω₁ = 50 rad/s
ω₂ = ...?

Dua roda dengan hubungan seperti soal diatas akan memiliki kecepatan (v) yang sama :



Soal No. 8
Dua buah roda berputar dihubungkan seperti gambar berikut!



Jika kecepatan roda pertama adalah 20 m/s jari-jari roda pertama dan kedua masing-masing 20 cm dan 10 cm, tentukan kecepatan roda kedua!

Pembahasan
Kecepatan sudut untuk hubungan dua roda seperti soal adalah sama:



Soal No. 9
Tiga buah roda berputar dihubungkan seperti gambar berikut!



Data ketiga roda :
r₁ = 20 cm
r₂ = 10 cm
r₃ = 5 cm
Jika kecepatan sudut roda pertama adalah 100 rad/s, tentukan kecepatan sudut roda ketiga!

Pembahasan


Soal No. 10 
Sebuah partikel bergerak melingkar dengan kecepatan sudut sebesar 4 rad/s selama 5 sekon. Tentukan besar sudut yang ditempuh partikel!

Pembahasan
Soal di atas tentang Gerak Melingkar Beraturan. Untuk mencari sudut tempuh gunakan rumus :
θ = ωt
θ = (4)(5) = 20 radian.

Soal No. 11 
Sebuah benda bergerak melingkar dengan percepatan sudut 2 rad/s². Jika mula-mula benda diam, tentukan :
a) Kecepatan sudut benda setelah 5 sekon
b) Sudut tempuh setelah 5 sekon

Pembahasan
Data :
α = 2 rad/s²
ω_o = 0
t = 5 sekon
Soal tentang Gerak Melingkar Berubah Beraturan

a) ω_t = ω_o + αt
ω_t = (0) + (2)(5) = 10 rad/s

b) θ = ω_ot + ¹/₂ αt²
θ = (0)(5) + ¹/₂ (2)(5)²

Soal No. 12
Sebuah mobil dengan massa 2 ton bergerak dengan kecepatan 20 m/s menempuh lintasan dengan jari-jari 100 m.



Jika kecepatan gerak mobil 20 m/s tentukan gaya Normal yang dialami badan mobil saat berada di puncak lintasan!

Pembahasan
Gaya-gaya saat mobil di puncak lintasan :



Hukum Newton Gerak Melingkar :



Soal No. 13
Sebuah benda bergerak melingkar dengan jari-jari lintasan 50 cm seperti gambar berikut.

Jika massa benda 200 gram dan percepatan gravitasi 10 m/s², tentukan besar tegangan tali ketika benda berada di titik titik tertinggi!

Pembahasan

Untuk benda yang bergerak melingkar berlaku

Uraikan gaya-gaya yang bekerja pada benda saat berada di titik tertinggi (aturan : gaya yang ke arah pusat adalah positif, gaya yang  berarah menjauhi pusat adalah negatif)

Sehingga didapat persamaan :



Soal No. 14
Dari soal no. 13 tentukan tegangan tali saat benda berada pada titik terendah!

Pembahasan
Saat benda berada pada titik terendah, tegangan Tali berarah menuju pusat(+) sedang berat benda menjauhi pusat(−) sehingga persamaan menjadi:



Soal No. 15
Berdasarkan gambar berikut, tentukan kecepatan sudut roda kedua!



Pembahasan

Fisikastudycenter - Kumpulan Soal

1) Diantara pernyataan-pernyataan berikut ini:
(1) kecepatan sudut tetap, kecepatan linier berubah
(2) kecepatan sudut dan kecepatan linier tetap
(3) kecepatan sudut dan kecepatan linier berubah beraturan
yang berlaku pada gerak melingkar beraturan adalah....
A. 1 saja
B. 1 dan 2
C. 2 saja
D. 2 dan 3
E. 3 saja

2) Amir memutar sebuah bola logam yang diikat dengan tali dengan lintasan horizontal di atas kepalanya. Jika bola berputar 90 putaran tiap menitnya, maka besar frekuensinya adalah.....Hz
A. 0,5
B. 1,5
C. 2
D. 2,5
E. 3

3) Kecepatan linier suatu titik yang terletak di pinggir roda adalah 0,5 π m.s⁻¹, jika roda tersebut berputar dengan frekuensi 0,5 Hz, maka diameter roda tersebut adalah.....
A. 0,5 m
B. 1,0 m
C. 1,5 m
D. 2 m
E. 2,5 m

4) Dengan menggunakan alat sentripetal benda yang massanya m diputar melingkar beraturan dengan laju anguler = ω. Apabila panjang tali alat sentripetal diperkecil menjadi 1/4 kali, maka dengan beban yang tetap, kelajuan angulernya menjadi.....ω
A. 4
B. 2
C. 1
D. 0,5
E. 0,25

5) Sebuah benda bergerak dengan lintasan berbentuk lingkaran dengan jari-jari 50 cm menempuh 120 putaran tiap menit.
(1) kecepatan sudutnya 2π rad.s⁻¹
(2) frekuensinya 2 Hz
(3) kecepatan liniernya 20 m.s⁻¹
(4) periodenya 0,5 s
Pernyataan yang benar terkait gerak benda tersebut adalah...
A. 1, 2 dan 3
B. 1 dan 3
C. 2 dan 4
D. 4
E. 1, 2, 3 dan 4

6) Sebuah benda bergerak melingkar dengan kecepatan sudut 50π rad/s. Frekuensi gerak benda adalah....
A. 5 Hz
B. 15 Hz
C. 20 Hz
D. 25 Hz
E. 30 Hz

7) Sebuah benda bermassa 1 kg berputar dengan kecepatan sudut 4 π rad.s⁻¹. Jika jari-jari putaran benda adalah 2 meter. Percepatan sentripetal gerak benda tersebut adalah....
A. 64 π m.s⁻²
B. 32 π m.s⁻²
C. 16 π m.s⁻²
D. 8 π m.s⁻²
E. 4 π m.s⁻²

8) Sebuah benda bermassa 500 g bergerak melingkar dengan percepatan sudut 2 rad.s⁻². Benda mula-mula dalam keadaan diam. Sudut tempuh setelah 5 sekon adalah....
A. 25 rad
B. 50 rad
C. 75 rad
D. 100 rad
E. 125 rad

9) 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

10) Pernyataan berikut terkait dengan percepatan sentripetal pada gerak melingkar.
(1) percepatan sentripetal di setiap titik pada lintasannya selalu menuju pusat lingkaran
(2) percepatan sentripetal mengubah arah kecepatan linier sehingga lintasannya berupa lingkaran
(3) besar percepatan sentripetal pada setiap lintasan tergantung kecepatan anguler dan jari-jari lintasan
(4) arah vektor percepatan sentripetal searah dengan vektor kecepatan liniernya.
Pernyataan yang benar adalah....
A. 1 dan 2
B. 2 dan 3
C. 3 dan 4
D. 1, 2 dan 3
E. 1, 2, 3 dan 4

11) Empat buah roda terhubung seperti diperlihatkan gambar berikut ini.



Roda A digerakkan oleh sebuah motor hingga roda B, C dan D ikut bergerak.
(1) kecepatan linier roda A sama dengan kecepatan linier roda B
(2) kecepatan linier roda A sama dengan kecepatan linier roda C
(3) kecepatan sudut roda A sama dengan kecepatan sudut roda B
(4) kecepatan sudut roda A sama dengan kecepatan sudut roda D
Hubungan roda-roda yang benar adalah...
A. 1 dan 3
B. 1 dan 4
C. 2 dan 3
D. 2 dan 4
E. 2 saja

12) Dua buah roda gigi terhubung seperti gambar berikut ini. Roda A memiliki 12 gigi dan roda B memiliki 24 gigi.



Jika roda A berputar dengan kecepatan sudut 120 rpm, maka kecepatan sudut roda B adalah.....
A. 60 rpm
B. 120 rpm
C. 180 rpm
D. 240 rpm
E. 480 rpm