pada halaman berikut menyajikan 30+ soal dan pembahasan momentum sudut dan hukum kekekalan momentum sudut
Rumus momentum sudut:
L = I . ω
Hukum kekekalan momentum pada gerak melingkar
L = L'
I . ω = I' . ω'
1. Usbn 2017
Perhatikan gambar penari balet berikut!
Penari balet tersebut berputar dengan tangan terentang pada kecepatan sudut 9 rpm di atas lantai licin dengan momen inersia 6 kg.m2. Kemudian kedua tangannya dilipat menyilang di dada sehingga kecepatan sudutnya menjadi 12 rpm. Momen inersia penari balet pada kondisi akhir adalah ....
Penyelesaian dan pembahasan :
L = L'
I . ω = I' . ω'
6 . 9 = I' . 12
I' = 4,5
Perhatikan gambar penari balet berikut!
Penari balet tersebut berputar dengan tangan terentang pada kecepatan sudut 9 rpm di atas lantai licin dengan momen inersia 6 kg.m2. Kemudian kedua tangannya dilipat menyilang di dada sehingga kecepatan sudutnya menjadi 12 rpm. Momen inersia penari balet pada kondisi akhir adalah ....
A. 7,0 kg.m2
B. 6,5 kg.m2
C. 6,0 kg.m2
D. 4,5 kg.m2
E. 3,0 kg.m2
Jawab : DPenyelesaian dan pembahasan :
L = L'
I . ω = I' . ω'
6 . 9 = I' . 12
I' = 4,5
2. Soal un fisika 2019
Pada saat piringan A berotasi 120 rpm (Gambar l), piringan B diletakkan di atas piringan A (Gambar 2) sehingga kedua piringan berputar dengan poros yang sama
Massa piringan A = 100 gram dan massa piringan B = 300 gram, sedangkan jari-jari piringan A = 50 cm dan jari-jari piringan B = 30 cm, Jika momen inersia piringan adalah 1/2 m.R², maka besar kecepatan sudut kedua piringan pada waktu berputar bcrsama sama adalah ....
1/2.m₁.R₁².ω + 0 = (1/2.m₁.R₁² + 1/2.m₂.R₂² )ω'
1/2.100.50².120 = (1/2.100.50²+1/2.300.30²).ω'
15000000 = (125000 + 135000).ω'
ω' = 1500/26 = 57,7 rpm
ω' = 57,7 . [2π/60] = 1,92 π rad/s
berikut adalah 30 soal pilihan ganda dan dilengkapi dengan pembahasan materi momentum sudut dan hukum kekekalan momentum sudut kelas XI:
Pada saat piringan A berotasi 120 rpm (Gambar l), piringan B diletakkan di atas piringan A (Gambar 2) sehingga kedua piringan berputar dengan poros yang sama
Massa piringan A = 100 gram dan massa piringan B = 300 gram, sedangkan jari-jari piringan A = 50 cm dan jari-jari piringan B = 30 cm, Jika momen inersia piringan adalah 1/2 m.R², maka besar kecepatan sudut kedua piringan pada waktu berputar bcrsama sama adalah ....
A. 0,67 π rad. s-l
B. 0,83 π rad. s-l
C. 1,92 π rad. s-l
D. 4,28 π rad. s-l
E. 5,71 π rad. s-l
Kunci jawaban: C
Pembahasan:
Rumus Hukum kekekalan momentum sudut:
I1.ω₁ + I₂.ω₂ = I₁'.ω₁' + I₂.ω₂'
Pembahasan:
Rumus Hukum kekekalan momentum sudut:
I1.ω₁ + I₂.ω₂ = I₁'.ω₁' + I₂.ω₂'
1/2.m₁.R₁².ω + 0 = (1/2.m₁.R₁² + 1/2.m₂.R₂² )ω'
1/2.100.50².120 = (1/2.100.50²+1/2.300.30²).ω'
15000000 = (125000 + 135000).ω'
ω' = 1500/26 = 57,7 rpm
ω' = 57,7 . [2π/60] = 1,92 π rad/s
1. Sebuah benda berputar dengan momentum sudut 300 kg•m2/s dan radius 0,6 meter. Berapa kecepatan sudut benda tersebut?
a) 20 rad/s
b) 55,0 rad/s
c) 1,80 rad/s
d) 50 rad/s
e) 5,56 rad/s
pembahasan:
pembahasan:
Momentum sudut (L) dinyatakan sebagai produk antara inersia (I) dan kecepatan sudut (ω):
L = Iω
Dalam soal ini,
29. Apa yang terjadi pada momentum sudut sistem jika tidak ada gaya torsi eksternal yang bekerja pada sistem tersebut?
a) Momentum sudut sistem selalu bertambah
b) Momentum sudut sistem selalu berkurang
c) Momentum sudut sistem tetap konstan
d) Tergantung pada massa sistem
jawab: C (sesuai dengan hokum kekekalan momentum sudut)
L = Iω
Dalam soal ini,
L = 300 kg•m2/s dan radius
(r) = 0,6 meter.
I = (1/2)mr2
I = (1/2)mr2
I = (1/2)(300 kg)(0,6 m)2
I = 54 kg•m2
Dengan demikian,
L = Iω
300 kg•m2/s = 54 kg•m2 * ω
ω = (300 kg•m2/s) / (54 kg•m2) = 5,56 rad/s
Jawaban: Tidak ada pilihan yang sesuai dalam daftar soal. Jawaban yang benar adalah sekitar 5,56 rad/s.
2. Bagaimana momentum sudut dapat digunakan dalam perhitungan tentang percepatan angular sebuah benda yang berputar?
a) a = F/m
b) a = Δv/Δt
c) α = Δω/Δt
d) α = τ/I
pembahasan:
Momentum sudut (L) dapat digunakan dalam perhitungan tentang percepatan angular (α) sebuah benda yang berputar menggunakan rumus berikut:
L = I α
Untuk mencari percepatan angular (α), kita bisa menggantikan nilai L dan I yang sesuai.
Jawaban: c) α = Δω/Δt
3. Hukum kekekalan momentum sudut menyatakan bahwa momentum sudut total sistem akan:
a) Selalu bertambah
b) Selalu berkurang
c) Tetap konstan jika tidak ada gaya torsi eksternal
d) Tergantung pada massa sistem
pembahasan:
Hukum kekekalan momentum sudut menyatakan bahwa momentum sudut total sistem akan:
c) Tetap konstan jika tidak ada gaya torsi eksternal
Hukum kekekalan momentum sudut menyatakan bahwa momentum sudut total sistem akan tetap konstan jika tidak ada gaya torsi eksternal yang bekerja pada sistem tersebut.
4. Jika sebuah benda berputar dengan momentum sudut 50 kg•m^2/s dan kemudian berhenti berputar dalam waktu 10 detik, berapa gaya torsi yang bekerja pada benda tersebut?
a) 5 N•m
b) 50 N•m
c) 500 N•m
d) 0,5 N•m
pembahasan:
Untuk menghitung gaya torsi (τ) yang bekerja pada benda, kita dapat menggunakan rumus berikut:
τ = ΔL/Δt
ΔL adalah perubahan momentum sudut, dan Δt adalah waktu.
ΔL = Lawal - Lakhir = (50 kg•m2/s) - (0 kg•m2/s) = 50 kg•m2/s
Δt = 10 detik
τ = (50 kg•m2/s) / (10 s) = 5 N•m
Jawaban: a) 5 N•m
Dengan demikian,
L = Iω
300 kg•m2/s = 54 kg•m2 * ω
ω = (300 kg•m2/s) / (54 kg•m2) = 5,56 rad/s
Jawaban: Tidak ada pilihan yang sesuai dalam daftar soal. Jawaban yang benar adalah sekitar 5,56 rad/s.
2. Bagaimana momentum sudut dapat digunakan dalam perhitungan tentang percepatan angular sebuah benda yang berputar?
a) a = F/m
b) a = Δv/Δt
c) α = Δω/Δt
d) α = τ/I
pembahasan:
Momentum sudut (L) dapat digunakan dalam perhitungan tentang percepatan angular (α) sebuah benda yang berputar menggunakan rumus berikut:
L = I α
Untuk mencari percepatan angular (α), kita bisa menggantikan nilai L dan I yang sesuai.
Jawaban: c) α = Δω/Δt
3. Hukum kekekalan momentum sudut menyatakan bahwa momentum sudut total sistem akan:
a) Selalu bertambah
b) Selalu berkurang
c) Tetap konstan jika tidak ada gaya torsi eksternal
d) Tergantung pada massa sistem
pembahasan:
Hukum kekekalan momentum sudut menyatakan bahwa momentum sudut total sistem akan:
c) Tetap konstan jika tidak ada gaya torsi eksternal
Hukum kekekalan momentum sudut menyatakan bahwa momentum sudut total sistem akan tetap konstan jika tidak ada gaya torsi eksternal yang bekerja pada sistem tersebut.
4. Jika sebuah benda berputar dengan momentum sudut 50 kg•m^2/s dan kemudian berhenti berputar dalam waktu 10 detik, berapa gaya torsi yang bekerja pada benda tersebut?
a) 5 N•m
b) 50 N•m
c) 500 N•m
d) 0,5 N•m
pembahasan:
Untuk menghitung gaya torsi (τ) yang bekerja pada benda, kita dapat menggunakan rumus berikut:
τ = ΔL/Δt
ΔL adalah perubahan momentum sudut, dan Δt adalah waktu.
ΔL = Lawal - Lakhir = (50 kg•m2/s) - (0 kg•m2/s) = 50 kg•m2/s
Δt = 10 detik
τ = (50 kg•m2/s) / (10 s) = 5 N•m
Jawaban: a) 5 N•m
5. Sebuah roda berputar dengan momentum sudut 120 kg•m^2/s. Jika kemudian kecepatan sudutnya meningkat menjadi dua kali lipat, berapa momentum sudut baru roda tersebut?
a) 60 kg•m^2/s
b) 120 kg•m^2/s
c) 240 kg•m^2/s
d) 480 kg•m^2/s
pembahasan:
a) 60 kg•m^2/s
b) 120 kg•m^2/s
c) 240 kg•m^2/s
d) 480 kg•m^2/s
pembahasan:
Momentum sudut (L) dinyatakan sebagai produk antara inersia (I) dan kecepatan sudut (ω):
L = Iω
Jika kecepatan sudutnya meningkat menjadi dua kali lipat, maka momentum sudut baru (Lbaru) akan menjadi:
Lbaru = I * (2ω)
Lbaru = 2(Iω) = 2L
Jadi, momentum sudut baru adalah dua kali lipat dari momentum sudut awal.
Jawaban: d) 100% (dua kali lipat)
L = Iω
Jika kecepatan sudutnya meningkat menjadi dua kali lipat, maka momentum sudut baru (Lbaru) akan menjadi:
Lbaru = I * (2ω)
Lbaru = 2(Iω) = 2L
Jadi, momentum sudut baru adalah dua kali lipat dari momentum sudut awal.
Jawaban: d) 100% (dua kali lipat)
6. Jika sebuah sistem terdiri dari dua benda yang berputar dengan momentum sudut masing-masing 30 kg•m^2/s dan 40 kg•m^2/s, berapakah momentum sudut total sistem tersebut?
a) 10 kg•m^2/s
b) 30 kg•m^2/s
c) 40 kg•m^2/s
d) 70 kg•m^2/s
pembahasan:
Untuk menghitung momentum sudut total sistem yang terdiri dari dua benda yang berputar, kita cukup menjumlahkan momentum sudut masing-masing benda:
Momentum Sudut Total = L1 + L2
Momentum Sudut Total = 30 kg•m2/s + 40 kg•m2/s = 70 kg•m2/s
Jawaban: d) 70 kg•m2/s
7. Sebuah benda dengan momentum sudut 80 kg•m^2/s mengalami gaya torsi yang berlawanan arah selama 4 detik. Jika momentum sudut akhirnya adalah 40 kg•m^2/s, berapa besar gaya torsi yang bekerja pada benda tersebut?
a) 10 N•m
b) 20 N•m
c) 40 N•m
d) 80 N•m
pembahasan:
Untuk menghitung gaya torsi (τ) yang bekerja pada benda, kita dapat menggunakan rumus:
τ = ΔL/Δt
ΔL = Lawal - Lakhir = (80 kg•m2/s) - (40 kg•m2/s) = 40 kg•m2/s
Δt = 4 detik
τ = (40 kg•m2/s) / (4 s) = 10 N•m
Jawaban: a) 10 N•m
8. Jika sebuah benda berputar dengan momentum sudut 60 kg•m^2/s dan kemudian mengalami gaya torsi yang mengubah momentum sudutnya menjadi 120 kg•m^2/s dalam waktu 5 detik, berapakah besarnya gaya torsi yang bekerja pada benda tersebut?
a) 12 N•m
b) 24 N•m
c) 48 N•m
d) 60 N•m
pembahasan:
Untuk menghitung gaya torsi (τ) yang bekerja pada benda, kita dapat menggunakan rumus yang sama seperti soal sebelumnya:
τ = ΔL/Δt
ΔL = Lakhir - Lawal = (120 kg•m2/s) - (60 kg•m2/s) = 60 kg•m2/s
Δt = 5 detik
τ = (60 kg•m2/s) / (5 s) = 12 N•m
Jawaban: a) 12 N•m
9. Jika sebuah benda berputar dengan momentum sudut 200 kg•m^2/s dan kemudian berputar dengan kecepatan sudut yang hanya separuhnya, berapakah momentum sudut baru benda tersebut?
a) 100 kg•m^2/s
b) 150 kg•m^2/s
c) 200 kg•m^2/s
d) 400 kg•m^2/s
pembahasan:
9. Momentum sudut (L) dinyatakan sebagai produk antara inersia (I) dan kecepatan sudut (ω):
L = Iω
Jika benda berputar dengan momentum sudut 200 kg•m2/s dan kemudian berputar dengan kecepatan sudut yang hanya separuhnya, maka momentum sudut baru (Lbaru) akan menjadi:
Lbaru = I * (0.5ω) = 0.5(L)
Jadi, momentum sudut baru adalah separuh dari momentum sudut awal.
Jawaban: a) 100 kg•m2/s
10. Sebuah benda berputar dengan momentum sudut 150 kg•m^2/s. Jika benda tersebut mengalami perubahan momentum sudut menjadi 75 kg•m^2/s, berapa besar persentase perubahan momentum sudutnya?
a) 25%
b) 50%
c) 75%
d) 100%
pembahasan:
Persentase perubahan momentum sudut dapat dihitung dengan rumus:
Persentase Perubahan = [(Lbaru - Lawal) / Lawal] * 100%
[(75 kg•m2/s - 150 kg•m2/s) / 150 kg•m2/s] * 100% = (-50%) * 100% = -50%
Jawaban: b) -50%
11. Jika sebuah roda berputar dengan momentum sudut 240 kg•m^2/s dan kemudian mengalami gaya torsi selama 4 detik sehingga momentum sudutnya berkurang menjadi 120 kg•m^2/s, berapakah besar gaya torsi yang bekerja pada roda tersebut?
a) 30 N•m
b) 60 N•m
c) 120 N•m
d) 240 N•m
pembahasan:
Untuk menghitung gaya torsi (τ) yang bekerja pada roda, kita dapat menggunakan rumus yang sama seperti soal sebelumnya:
τ = ΔL/Δt
ΔL = Lawal - Lakhir = (240 kg•m2/s) - (120 kg•m2/s) = 120 kg•m2/s
Δt = 4 detik
τ = (120 kg•m2/s) / (4 s) = 30 N•m
Jawaban: a) 30 N•m
12. Hukum kekekalan momentum sudut dapat diterapkan pada sistem rotasi yang terdiri dari:
a) Hanya satu benda berputar
b) Dua benda berputar
c) Tidak berlaku pada sistem rotasi
d) Semua di atas
pembahasan:
Hukum kekekalan momentum sudut dapat diterapkan pada sistem rotasi yang terdiri dari:
d) Semua di atas
Hukum kekekalan momentum sudut berlaku untuk sistem rotasi yang terdiri dari satu atau lebih benda yang berputar.
13. Jika dua benda berputar dengan momentum sudut yang berlawanan dan memiliki nilai yang sama, apa yang dapat dikatakan tentang momentum sudut total sistem?
a) Nol
b) Tidak berubah
c) Bertambah
d) Berkurang
pembahasan:
Jika dua benda berputar dengan momentum sudut yang berlawanan dan memiliki nilai yang sama, momentum sudut total sistem adalah:
a) Nol
Momentum sudut total sistem adalah hasil dari menjumlahkan momentum sudut keduanya, dan jika keduanya memiliki nilai yang sama tetapi berlawanan arah, maka hasilnya adalah nol.
14. Sebuah benda berputar dengan momentum sudut 80 kg•m^2/s. Jika benda tersebut mengalami perubahan momentum sudut menjadi 120 kg•m^2/s, berapa besar perubahan momentum sudutnya?
a) 40 kg•m^2/s
b) 60 kg•m^2/s
c) 80 kg•m^2/s
d) 200 kg•m^2/s
pembahasan:
Perubahan momentum sudut (ΔL) adalah selisih antara momentum sudut akhir dan awal:
ΔL = Lakhir - Lawal = (120 kg•m2/s) - (80 kg•m2/s) = 40 kg•m2/s
Jawaban: a) 40 kg•m2/s
15. Jika sebuah benda berputar dengan momentum sudut 60 kg•m^2/s dan kemudian mengalami perubahan momentum sudut menjadi 90 kg•m^2/s, berapa besarnya perubahan momentum sudut dalam persentase?
a) 30%
b) 45%
c) 60%
d) 150%
Persentase perubahan momentum sudut dapat dihitung dengan rumus:
a) 10 kg•m^2/s
b) 30 kg•m^2/s
c) 40 kg•m^2/s
d) 70 kg•m^2/s
pembahasan:
Untuk menghitung momentum sudut total sistem yang terdiri dari dua benda yang berputar, kita cukup menjumlahkan momentum sudut masing-masing benda:
Momentum Sudut Total = L1 + L2
Momentum Sudut Total = 30 kg•m2/s + 40 kg•m2/s = 70 kg•m2/s
Jawaban: d) 70 kg•m2/s
7. Sebuah benda dengan momentum sudut 80 kg•m^2/s mengalami gaya torsi yang berlawanan arah selama 4 detik. Jika momentum sudut akhirnya adalah 40 kg•m^2/s, berapa besar gaya torsi yang bekerja pada benda tersebut?
a) 10 N•m
b) 20 N•m
c) 40 N•m
d) 80 N•m
pembahasan:
Untuk menghitung gaya torsi (τ) yang bekerja pada benda, kita dapat menggunakan rumus:
τ = ΔL/Δt
ΔL = Lawal - Lakhir = (80 kg•m2/s) - (40 kg•m2/s) = 40 kg•m2/s
Δt = 4 detik
τ = (40 kg•m2/s) / (4 s) = 10 N•m
Jawaban: a) 10 N•m
8. Jika sebuah benda berputar dengan momentum sudut 60 kg•m^2/s dan kemudian mengalami gaya torsi yang mengubah momentum sudutnya menjadi 120 kg•m^2/s dalam waktu 5 detik, berapakah besarnya gaya torsi yang bekerja pada benda tersebut?
a) 12 N•m
b) 24 N•m
c) 48 N•m
d) 60 N•m
pembahasan:
Untuk menghitung gaya torsi (τ) yang bekerja pada benda, kita dapat menggunakan rumus yang sama seperti soal sebelumnya:
τ = ΔL/Δt
ΔL = Lakhir - Lawal = (120 kg•m2/s) - (60 kg•m2/s) = 60 kg•m2/s
Δt = 5 detik
τ = (60 kg•m2/s) / (5 s) = 12 N•m
Jawaban: a) 12 N•m
9. Jika sebuah benda berputar dengan momentum sudut 200 kg•m^2/s dan kemudian berputar dengan kecepatan sudut yang hanya separuhnya, berapakah momentum sudut baru benda tersebut?
a) 100 kg•m^2/s
b) 150 kg•m^2/s
c) 200 kg•m^2/s
d) 400 kg•m^2/s
pembahasan:
9. Momentum sudut (L) dinyatakan sebagai produk antara inersia (I) dan kecepatan sudut (ω):
L = Iω
Jika benda berputar dengan momentum sudut 200 kg•m2/s dan kemudian berputar dengan kecepatan sudut yang hanya separuhnya, maka momentum sudut baru (Lbaru) akan menjadi:
Lbaru = I * (0.5ω) = 0.5(L)
Jadi, momentum sudut baru adalah separuh dari momentum sudut awal.
Jawaban: a) 100 kg•m2/s
10. Sebuah benda berputar dengan momentum sudut 150 kg•m^2/s. Jika benda tersebut mengalami perubahan momentum sudut menjadi 75 kg•m^2/s, berapa besar persentase perubahan momentum sudutnya?
a) 25%
b) 50%
c) 75%
d) 100%
pembahasan:
Persentase perubahan momentum sudut dapat dihitung dengan rumus:
Persentase Perubahan = [(Lbaru - Lawal) / Lawal] * 100%
[(75 kg•m2/s - 150 kg•m2/s) / 150 kg•m2/s] * 100% = (-50%) * 100% = -50%
Jawaban: b) -50%
11. Jika sebuah roda berputar dengan momentum sudut 240 kg•m^2/s dan kemudian mengalami gaya torsi selama 4 detik sehingga momentum sudutnya berkurang menjadi 120 kg•m^2/s, berapakah besar gaya torsi yang bekerja pada roda tersebut?
a) 30 N•m
b) 60 N•m
c) 120 N•m
d) 240 N•m
pembahasan:
Untuk menghitung gaya torsi (τ) yang bekerja pada roda, kita dapat menggunakan rumus yang sama seperti soal sebelumnya:
τ = ΔL/Δt
ΔL = Lawal - Lakhir = (240 kg•m2/s) - (120 kg•m2/s) = 120 kg•m2/s
Δt = 4 detik
τ = (120 kg•m2/s) / (4 s) = 30 N•m
Jawaban: a) 30 N•m
12. Hukum kekekalan momentum sudut dapat diterapkan pada sistem rotasi yang terdiri dari:
a) Hanya satu benda berputar
b) Dua benda berputar
c) Tidak berlaku pada sistem rotasi
d) Semua di atas
pembahasan:
Hukum kekekalan momentum sudut dapat diterapkan pada sistem rotasi yang terdiri dari:
d) Semua di atas
Hukum kekekalan momentum sudut berlaku untuk sistem rotasi yang terdiri dari satu atau lebih benda yang berputar.
13. Jika dua benda berputar dengan momentum sudut yang berlawanan dan memiliki nilai yang sama, apa yang dapat dikatakan tentang momentum sudut total sistem?
a) Nol
b) Tidak berubah
c) Bertambah
d) Berkurang
pembahasan:
Jika dua benda berputar dengan momentum sudut yang berlawanan dan memiliki nilai yang sama, momentum sudut total sistem adalah:
a) Nol
Momentum sudut total sistem adalah hasil dari menjumlahkan momentum sudut keduanya, dan jika keduanya memiliki nilai yang sama tetapi berlawanan arah, maka hasilnya adalah nol.
14. Sebuah benda berputar dengan momentum sudut 80 kg•m^2/s. Jika benda tersebut mengalami perubahan momentum sudut menjadi 120 kg•m^2/s, berapa besar perubahan momentum sudutnya?
a) 40 kg•m^2/s
b) 60 kg•m^2/s
c) 80 kg•m^2/s
d) 200 kg•m^2/s
pembahasan:
Perubahan momentum sudut (ΔL) adalah selisih antara momentum sudut akhir dan awal:
ΔL = Lakhir - Lawal = (120 kg•m2/s) - (80 kg•m2/s) = 40 kg•m2/s
Jawaban: a) 40 kg•m2/s
15. Jika sebuah benda berputar dengan momentum sudut 60 kg•m^2/s dan kemudian mengalami perubahan momentum sudut menjadi 90 kg•m^2/s, berapa besarnya perubahan momentum sudut dalam persentase?
a) 30%
b) 45%
c) 60%
d) 150%
Persentase perubahan momentum sudut dapat dihitung dengan rumus:
Persentase Perubahan = [(Lakhir - Lawal) / Lawal] * 100%
[(90 kg•m2/s - 60 kg•m2/s) / 60 kg•m2/s] * 100% = (30/60) * 100% = 50%
Jawaban: b) 50%
16. Jika sebuah roda berputar dengan momentum sudut 240 kg•m^2/s dan berputar dengan kecepatan sudut 6 rad/s, berapakah nilai inersia roda tersebut?
a) 20 kg•m^2
b) 40 kg•m^2
c) 36 kg•m^2
d) 24 kg•m^2
pembahasan:
Inersia (I) roda dapat dihitung dengan rumus:
I = L/ω
I = (240 kg•m2/s) / (6 rad/s) = 40 kg•m2
Jawaban: b) 40 kg•m2
17. Jika seorang atlet awalnya berputar dengan kecepatan sudut 10 rad/s dan kemudian mengurangi kecepatan sudutnya menjadi setengahnya, berapa perubahan momentum sudut atlet tersebut?
a) 10 kg•m^2/s
b) 5 kg•m^2/s
c) 20 kg•m^2/s
d) 15 kg•m^2/s
pembahasan:
Perubahan momentum sudut (ΔL) dapat dihitung dengan rumus:
ΔL = Lakhir - Lawal = (0,5Lawal) - (Lawal) = -0,5Lawal
Jawaban: c) -0,5Lawal
18. Jika sebuah roda berputar dengan momentum sudut 150 kg•m^2/s dan kemudian berputar dengan momentum sudut 75 kg•m^2/s, berapakah besar perubahan momentum sudutnya?
a) 75 kg•m^2/s
b) 150 kg•m^2/s
c) 225 kg•m^2/s
d) 300 kg•m^2/s
pembahasan:
Perubahan momentum sudut (ΔL) dapat dihitung sebagai selisih antara momentum sudut akhir dan awal:
ΔL = Lakhir - Lawal = (75 kg•m2/s) - (150 kg•m2/s) = -75 kg•m2/s
Jawaban: a) -75 kg•m2/s
[(90 kg•m2/s - 60 kg•m2/s) / 60 kg•m2/s] * 100% = (30/60) * 100% = 50%
Jawaban: b) 50%
16. Jika sebuah roda berputar dengan momentum sudut 240 kg•m^2/s dan berputar dengan kecepatan sudut 6 rad/s, berapakah nilai inersia roda tersebut?
a) 20 kg•m^2
b) 40 kg•m^2
c) 36 kg•m^2
d) 24 kg•m^2
pembahasan:
Inersia (I) roda dapat dihitung dengan rumus:
I = L/ω
I = (240 kg•m2/s) / (6 rad/s) = 40 kg•m2
Jawaban: b) 40 kg•m2
17. Jika seorang atlet awalnya berputar dengan kecepatan sudut 10 rad/s dan kemudian mengurangi kecepatan sudutnya menjadi setengahnya, berapa perubahan momentum sudut atlet tersebut?
a) 10 kg•m^2/s
b) 5 kg•m^2/s
c) 20 kg•m^2/s
d) 15 kg•m^2/s
pembahasan:
Perubahan momentum sudut (ΔL) dapat dihitung dengan rumus:
ΔL = Lakhir - Lawal = (0,5Lawal) - (Lawal) = -0,5Lawal
Jawaban: c) -0,5Lawal
18. Jika sebuah roda berputar dengan momentum sudut 150 kg•m^2/s dan kemudian berputar dengan momentum sudut 75 kg•m^2/s, berapakah besar perubahan momentum sudutnya?
a) 75 kg•m^2/s
b) 150 kg•m^2/s
c) 225 kg•m^2/s
d) 300 kg•m^2/s
pembahasan:
Perubahan momentum sudut (ΔL) dapat dihitung sebagai selisih antara momentum sudut akhir dan awal:
ΔL = Lakhir - Lawal = (75 kg•m2/s) - (150 kg•m2/s) = -75 kg•m2/s
Jawaban: a) -75 kg•m2/s
19. Sebuah benda berputar dengan momentum sudut 180 kg•m^2/s dan radius 0,4 meter. Berapakah nilai kecepatan sudutnya?
a) 45 rad/s
b) 90 rad/s
c) 180 rad/s
d) 360 rad/s
pembahasan:
Kecepatan sudut (ω) dapat dihitung dengan rumus:
ω = L / (I * r)
ω = (180 kg•m2/s) / [(0,5 kg)(0,4 m)2] = 45 rad/s
Jawaban: a) 45 rad/s
a) 45 rad/s
b) 90 rad/s
c) 180 rad/s
d) 360 rad/s
pembahasan:
Kecepatan sudut (ω) dapat dihitung dengan rumus:
ω = L / (I * r)
ω = (180 kg•m2/s) / [(0,5 kg)(0,4 m)2] = 45 rad/s
Jawaban: a) 45 rad/s
20. Jika sebuah benda berputar dengan momentum sudut 120 kg•m^2/s dan kemudian momentum sudutnya meningkat menjadi 240 kg•m^2/s dalam waktu 5 detik, berapa besar gaya torsi yang bekerja pada benda tersebut?
a) 12 N•m
b) 24 N•m
c) 48 N•m
d) 60 N•m
pembahasan:
Untuk menghitung gaya torsi (τ) yang bekerja pada benda, kita dapat menggunakan rumus yang sama seperti soal sebelumnya:
a) 12 N•m
b) 24 N•m
c) 48 N•m
d) 60 N•m
pembahasan:
Untuk menghitung gaya torsi (τ) yang bekerja pada benda, kita dapat menggunakan rumus yang sama seperti soal sebelumnya:
τ = ΔL/Δt
ΔL = Lakhir - Lawal
ΔL = Lakhir - Lawal
ΔL = (240 kg•m2/s) - (120 kg•m2/s) = 120 kg•m2/s
Δt = 5 detik
τ = (120 kg•m2/s) / (5 s) = 24 N•m
Jawaban: b) 24 N•m
21. Apa yang dimaksud dengan momentum sudut?
a) Massa benda yang berputar
b) Produk antara massa dan kecepatan sudut
c) Momentum benda dikalikan dengan radius
d) Kecepatan sudut benda
jawab: C
τ = (120 kg•m2/s) / (5 s) = 24 N•m
Jawaban: b) 24 N•m
21. Apa yang dimaksud dengan momentum sudut?
a) Massa benda yang berputar
b) Produk antara massa dan kecepatan sudut
c) Momentum benda dikalikan dengan radius
d) Kecepatan sudut benda
jawab: C
22. Satuan SI dari momentum sudut adalah:
a) kg/s
b) kg•m/s
c) N•m
d) rad/s
jawab: B
23. Momentum sudut sebuah benda yang berputar dihitung dengan rumus:
a) p = m•v
b) p = m•r
c) L = I•ω
d) L = F•d
jawab: C
24. Jika sebuah benda berputar dengan kecepatan sudut konstan, bagaimana perubahan momentum sudutnya seiring waktu?
a) Meningkat
b) Tetap
c) Menurun
d) Tergantung pada massa benda
jawab: B
a) kg/s
b) kg•m/s
c) N•m
d) rad/s
jawab: B
23. Momentum sudut sebuah benda yang berputar dihitung dengan rumus:
a) p = m•v
b) p = m•r
c) L = I•ω
d) L = F•d
jawab: C
24. Jika sebuah benda berputar dengan kecepatan sudut konstan, bagaimana perubahan momentum sudutnya seiring waktu?
a) Meningkat
b) Tetap
c) Menurun
d) Tergantung pada massa benda
jawab: B
25. Hukum kekekalan momentum sudut menyatakan bahwa momentum sudut total sistem isolasi akan:
a) Selalu bertambah
b) Selalu berkurang
c) Tetap konstan
d) Tergantung pada massa benda
jawab: C
26. Bagaimana hukum kekekalan momentum sudut diterapkan dalam rotasi benda?
a) Momentum sudut selalu bertambah
b) Momentum sudut selalu berkurang
c) Momentum sudut tetap konstan jika tidak ada gaya torsi eksternal
d) Momentum sudut tidak berpengaruh dalam rotasi benda
jawab: C
27. Jika sebuah benda berputar dengan kecepatan sudut ganda, berapa kali lipat momentum sudutnya dibandingkan dengan kecepatan sudut awalnya?
a) Dua kali lipat
b) Tiga kali lipat
c) Empat kali lipat
d) Tidak berubah
jawab: A
a) Selalu bertambah
b) Selalu berkurang
c) Tetap konstan
d) Tergantung pada massa benda
jawab: C
26. Bagaimana hukum kekekalan momentum sudut diterapkan dalam rotasi benda?
a) Momentum sudut selalu bertambah
b) Momentum sudut selalu berkurang
c) Momentum sudut tetap konstan jika tidak ada gaya torsi eksternal
d) Momentum sudut tidak berpengaruh dalam rotasi benda
jawab: C
27. Jika sebuah benda berputar dengan kecepatan sudut ganda, berapa kali lipat momentum sudutnya dibandingkan dengan kecepatan sudut awalnya?
a) Dua kali lipat
b) Tiga kali lipat
c) Empat kali lipat
d) Tidak berubah
jawab: A
28. Jika sebuah roda berputar dengan momentum sudut 200 kg•m^2/s dan kecepatan sudut 5 rad/s, berapa nilai inersia benda tersebut?
a) 40 kg•m^2
b) 100 kg•m^2
c) 25 kg•m^2
d) 10 kg•m^2
jawab: A
pembahasan:
200 = I . 5
I = 40
a) 40 kg•m^2
b) 100 kg•m^2
c) 25 kg•m^2
d) 10 kg•m^2
jawab: A
pembahasan:
200 = I . 5
I = 40
29. Apa yang terjadi pada momentum sudut sistem jika tidak ada gaya torsi eksternal yang bekerja pada sistem tersebut?
a) Momentum sudut sistem selalu bertambah
b) Momentum sudut sistem selalu berkurang
c) Momentum sudut sistem tetap konstan
d) Tergantung pada massa sistem
jawab: C (sesuai dengan hokum kekekalan momentum sudut)
30. Jika seorang atlet merapatkan anggota tubuhnya saat berputar, apa yang terjadi pada kecepatan sudutnya?
a) Bertambah
b) Berkurang
c) Tetap
d) Tidak berpengaruh
jawab: A.
Sesuai hukum kekekalan momentum sudut, saat tangan dirapatkan maka:
- Momentum sudut tetap
- kecepatan sudut naik
- momen inersia berkurang Semoga soal-soal ini dapat membantu menguji pemahaman siswa tentang hukum kekekalan momentum sudut secara lebih mendalam.
a) Bertambah
b) Berkurang
c) Tetap
d) Tidak berpengaruh
jawab: A.
Sesuai hukum kekekalan momentum sudut, saat tangan dirapatkan maka:
- Momentum sudut tetap
- kecepatan sudut naik
- momen inersia berkurang Semoga soal-soal ini dapat membantu menguji pemahaman siswa tentang hukum kekekalan momentum sudut secara lebih mendalam.
0 Comments