Sunday, 11 February 2018

Rangkuman, Soal dan Pembahasan Dinamika Rotasi dan Kesetimbangan Benda Tegar Part 3

 


Soal No. 11
Seorang anak bermassa 50 kg berdiri diatas tong 50 kg diatas sebuah papan kayu bermassa 200 kg yang bertumpu pada tonggak A dan C. 


Jika jarak anak dari titik A adalah 1 meter dan panjang papan kayu AC adalah 4 m, tentukan :
a) Gaya yang dialami tonggak A
b) Gaya yang dialami tonggak C

Pembahasan 
Berikut ilustrasi gambar penguraian gaya-gaya dari soal di atas :


WB = Wanak + Wtong = 1000 N
a) Mencari gaya yang dialami tonggak A, titik C jadikan poros 


b) Mencari gaya yang dialami tonggak C, titik A jadikan poros 


Soal No. 12
Batang homogen bermassa m, dalam kondisi setimbang sepeti pada gambar.


Dengan percepatan gravitasi g, besar torsi yang dialami tiang penumpu terhadap titik tancapnya, A adalah ….

Pembahasan
Untuk menyelesaikan soal tersebut perhatikan gambar berikut!





Soal No. 13 
Gaya F1 , F2 , F3 bekerja pada batang ABCD seperti pada gambar!


Jika massa batang diabaikan, maka nilai momen gaya terhadap titik A adalah…

Pembahasan






Soal No. 14
Budi hendak menaikkan sebuah drum yang bermassa total 120 kg dengan sebuah katrol seperti terlihat pada gambar berikut. 


Jari-jari drum adalah 40 cm dan tali katrol membentuk sudut 53° terhadap horizontal. Jika percepatan gravitasi bumi adalah 10 m/s2, tentukan gaya besar gaya yang diberikan Budi agar drum tepat akan terangkat! 

Pembahasan
Sketsa soal di atas adalah sebagai berikut. 


Gaya normal yang segaris dengan gaya berat w tidak diikutkan karena saat tepat drum akan terangkat nilai gaya normal adalah nol, juga gaya normal pada poros tidak diikutkan karena menghasilkan torsi sebesar nol. 

Berikutnya adalah menentukan jarak gaya F ke poros dan gaya w ke poros


Dari gambar terlihat jarak gaya F ke poros P adalah 2r. 
df = 2r = 2× 40 cm = 80 cm

Jarak gaya w ke poros dapat ditentukan dengan memakai sudut yang diketahui.


dw = r cos 37°
dw = 40 cm × 0,8 = 32 cm

Terakhir, syarat kesetimbangan:
Σ τp = 0


Soal No. 15


Balok m1 = 3 kg dan balok m2 = 4 kg dihubungkan dengan tali melalui sebuah katrol (momen inersia katrol I = MR2) Seperti pada gambar. Massa katrol = 2 kg, jari – jari katrol R = 10 cm, dan percepatan gravitasi g = 10 m/s2. Kecepatan balok setelah bergerak sejauh 40 cm adalah ….
Pembahasan


Soal No. 16
Letak titik berat bangun bidang seperti pada gambar di samping dari sumbu X adalah..

Pembahasan

Gambar di bagi menjadi dua bagian


Soal No. 17
Benda bermassa M berbentuk silinder pejal/massif homogen dengan jari – jari R diliit dengan tali halus (massa tali diabaikan). Ujung tali dimatikan di titik tetap dan benda dibiarkan terjatuh berotasi seperti gambar. Dengan percepatan gravitasi g, besar tegangan tali pada sistem tersebut adalah …
Pembahasan



Soal No. 18
Perhatikan gambar! 


Balok AB = 5 m, BZ = 1 m (Z = titik berat balok). Jika berat balok 100 N, maka berat beban C adalah...
A. 40 N
B. 60 N
C. 80 N
D. 90 N
E. 92 N

Pembahasan
Gaya-gaya yang bekerja pada balok AB ditunjukkan gambar berikut! 


Dengan titik A sebagai poros, 

NEXT PAGE : 1 2 3