soal dan pembahasan gerak melingkar

GERAK MELINGKAR BERATURAN (GMB)

(soal dan pembahasan)

part 1:

1.      Waktu yang diperlukan untuk menempuh satu putaran disebut . . .

a. periode

b. frekuensi

c. kecepatan

d. kelajuan anguler

e. percepatan sentripetal

jawab: A (periode)

pembahasan soal:

- periode adalah waktu untuk satu putaran (T)

- frekuensi adalah banyaknya putaran dalam tiap detik (f)

- kelajuan anguler sama dengan kelajuan sudut (ω)

- percepatan sentripetal adalah pecepatan yang arahnya menuju pusat rotasi 

2.      Sebuah benda yang melakukan gerak melingkar beraturan memiliki ….

a. kecepatan tetap

b. kelajuan tetap

c. kecepatan yang arahnya menjauhi pusat lingkaran

d. kelajuan yang arahnya menjauhi pusat lingkaran

e. percepatan tetap

jawab: B

pembahasan soal no 2:

ciri ciri gerak melingkar beraturan adalah:

- kelajuan tetap

- kecepatan linier / tangensial berubah arah namun memiliki nilai yang tetap

- kecepatan linier / tangensial selalu berarah tegak lurus dengan pusat lingkaran

3.      Sebuah benda yang mengalami gerak melingkar beraturan, kecepatannya tergantung pada … .

a. massa dan periode

b. massa dan frekuensi

c. massa dan jari-jari lintasan

d. periode dan jari-jari lintasan

e. percepatan gravitasi setempat

jawab: D

pembahasan:

rumus kecepatan linier / tangensial pada gerak melingkar beraturan:

v = ω . r atau v = 2πf . r 

untuk f dapat diganti dengan 1/T

jadi, dapat disimpulkan v berbanding lurus dengan kecepatan sudut, frekuensi , periode dan jari - jari

4.      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 

b. 0,5 Hz dan 3,14 rad/s 

c. 0,8 Hz dan 6,28 rad/ s

d. 0,8 Hz dan 3,14 rad/ s

e. 1 Hz dan 3,14 rad /s

penyelesaian dan pembahasan soal GMB no 4:

f = n/t = 60/120 = 0,5 Hz

ω = 2πf = π = 3,14 rad/s

jawab: B

5.      Sebuah kipas angin berputar sebanyak1.200 tiap 30 sekon. Periode dan frekuensi putaran kipas angin tersebut adalah . . . .

a. 40 s dan 0,25 Hz

b. 40 s dan 0,025 Hz

c. 40 s dan 0,0025 Hz

d. 0,025 s dan 40 Hz

e. 0,0025 s dan 40 Hz

penyelesaian dan pembahasan:

T = t/n = 30/1200 =0,025 s

F = n/t = 1200/30 = 40 Hz

Jawab: D

6.      Dalam waktu 0,5 sekon, sebuah benda menempuh sudut ½ π. Kecepatan sudut benda tersebut adalah . . . rad/s

a. 2π          c. ¾ π              e. ¼ π

b. π           d. ½ π

Penyelesaian dan pembahasan:

ω = Ө/t = ½ π / 0,5 = π

jawab: B

7.      Sebuah roda berputar dengan kelajuan linear 1,4 m/s. Jari-jari roda tersebut 7 cm. Waktu yang dibutuhkan untuk menempuh satu putaran penuh yaitu . . . .

a. 3,14 s                 d. 0,1 s

b. 1 s .                    e. 0,0314 s

c. 1/3,14 s

penyelesaian dan pembahasan soal:

diketahui:

v = 1,4 m/s

r = 7 cm = 0,07 m

ditanya: T (periode)

penyelesaian:

ω = v / r = 1,4 / 0,07 = 20 rad /s

ω = 2π / T

T = 20 / 2π = 1 / 3,14 sekon

Jawab: C

8.      Seseorang memutar sebuah benda dengan kecepatan awal 4 rad/s. Benda tersebut diputar dengan percepatan sudut 0,5 rad/s² Kecepatan benda pada sekon ke-empat adalah . . . rad/s.

a. 4,0         c. 5,0               e. 8,0

b. 4,5         d. 6,0

penyelesaian dan pembahasan soal gerak melingkar beraturan:

ω_t = ω_o + α.t = 4 + 0,5 . 4 = 4 + 2 = 6

jawab: D

9.      Arus sungai dengan kelajuan 18,94 m/s digunakan untuk memutar kincir air. Diameter kincir air tersebut adalah 120 cm. Dalam 1 menit, kincir air akan berputar sebanyak . . . kali.

a. 108,1     c. 301,6           e. 312,6

b. 201,8     d. 310,6          

penyelesaian dan pembahasan soal no. 9:

ω = v / r = 18,94 / 0,6

ω = Ө/t

ω . t = Ө

Ө = (18,94/12) . 60 rad = (18,94/0,6) . 60 /  2π = 301, 6 putaran

10.    Sebuah benda mengalami gerak melingkar beraturan dengan jari-jari lintasan 1 m. Jika dalam waktu 10 s mengalami perpindahan sudut sebesar 20 putaran, maka periode gerak benda itu adalah … .

a. 0,2 s       c. 2,0 s             e. 10,2 s

b. 0,5 s       d. 5,0 s

jawab: B

T = t/n = 10/20 = 0,5 s

soal no 11 hunungan roda roda setali dan seporos

11. Perhatikan gambar di bawah. Jika roda III berputar  dengan kecepatan sudut  30 rad/s, maka kecepatan linier roda II adalah . . . m/s.

a. 2,2

b. 2,4

c. 4,8

d. 6,0

e. 15,0

penyelesaian:

v_I = v_III

ω_I . R _I = ω_III . R_III

ω_I . 2 = 30 . 4

ω_I = 60 rad/s

ω_I = ω_II

ω_II = 60

v = ω_II . R = 60 . 0,8 = 4,8 m/s

klik pembahasan selanjutnya:
part 1 ( soal no 1 - 10)
part 2 (soal no 11 - 20)
part 3 (soal no 21 - 27)

part 4 (s/d no . 40)