Kumpulan Soal-soal Gerak Rotasi dan Kesetimbangan Benda Tegar

Pilihan Ganda

Soal 1

Beberapa bola dihubungkan dengan batang seperti pada gambar di atas. Besar momen inersia sistem yang berporos di titik P adalah ....
a. 1,46 kgm²
b. 1,66 kgm²
c. 2,90 kgm²
d. 170 kgm²
e. 190 kgm²

Soal 2

Sistem yang terdiri atas bola A, B, dan C yang posisinya seperti tampak pada gambar, mengalami gerak rotasi. Massa bola A, B, dan C masing-masing 3 kg, 4 kg, dan 2 kg. Momen inersia sistem tersebut jika BC = 0,4 m adalah ….
a. 0,04 kgm²
b. 0,18 kgm²
c. 0,24 kgm²
d. 0,28 kgm²
e. 0,96 kgm²

Soal 3

Suatu batang homogen bermassa 4 kg dengan panjang 3 m diputar melalui poros yang terletak 1 m dari salah satu ujung batang. Momen inersia batang tersebut adalah ....
a. 4 kgm²
b. 5 kgm²
c. 6 kgm²
d. 7 kgm²
e. 8 kgm²

Soal 4

Pada sebuah roda gila yang memiliki inersia 4 kgm² diberi momen gaya sebesar 50 Nm. Jika roda gila mulai bergerak dengan kecepatan sudut 40 rad/s, sudut putaran yang ditempuh roda setelah 6 sekon adalah ....
a. 225 rad
b. 240 rad
c. 125 rad
d. 315 rad
e. 465 rad

Soal 5

Batang AB dengan panjang L = 5 m dipengaruhi oleh gaya-gaya seperti terlihat pada gambar. Apabila batang dianggap tidak bermassa, resultan momen gaya terhadap titik A adalah ....
a. –170 Nm
b. –100 Nm
c. –50 Nm
d. 120 Nm
e. 150 Nm

Soal 6

memiliki data-data mK = 1 kg, mA = 2 kg, mB = 5 kg, dan katrol K dianggap sebagai silinder pejal. Jika gesekan katrol dengan poros dan massa tali diabaikan, serta g = 10 m/s² maka percepatan benda selama gerak adalah ….
a. 2 m/s²
b. 4 m/s²
c. 6 m/s²
d. 8 m/s²
e. 10 m/s²

Soal 7

Jika massa katrol 10 kg dan jarijarinya 25 cm, percepatan benda yang massanya 5 kg dan digantungkan pada katrol adalah ….
a. 7,5 m/s²
b. 10 m/s²
c. 2,5 m/s²
d. 5,0 m/s²
e. 4,0 m/s²

Soal 8

Sebuah silinder pejal (I = 1/2 mR²) dilepas tanpa kecepatan awal dari puncak suatu bidang miring yang kasar dan tanpa slip, serta kemiringannya membuat sudut θ terhadap bidang horizontal. Jika percepatan gravitasi g maka silinder tersebut akan ….
a. meluncur dengan percepatan g sinθ
b. menggelinding dengan percepatan g sinθ
c. meluncur dengan percepatan 1/2 sinθ
d. menggelinding dengan percepatan 1/2 g sinθ
e. menggelinding dengan percepatan 2/3 g sinθ

Soal 9

Dua benda bermassa sama, yaitu 4 kg dihubungka dengan seutas tali melalui sebuah katrol, seperti ditunjukkan pada gambar. Apabila massa katrol 4 kg, waktu yang diperlukan m2 untuk menyentuh lantai adalah .... (pada awalnya benda berada dalam keadaan diam).
a. 2 sekon
b. 5 sekon
c. 2 5 sekon
d. 5 sekon
e. 5 5 sekon

Soal 10

Dua benda, yaitu A dan B yang masing-masing bermassa 2 kg dan 4 kg dihubungkan dengan seutas tali melalui sebuah katrol bermassa 2 kg dan berjari- jari 10 cm. Benda A berada pada bidang miring kasar dengan koefisien gesek 0,3. Benda B tergantung pada sudut bidang miring 37°, seperti yang terlihat pada gambar berikut. Percepatan sistem ini adalah ....
a. 2,3 m/s²
b. 2,4 m/s²
c. 3,3 m/s²
d. 3,4 m/s²
e. 3,5 m/s²

Soal 11

Dua bola bersinggungan seperti gambar di samping. Panjang jari-jari bola A dua kali jari-jari bola B. Jika momentum sudut kedua bola sama, perbandingan momen inersia bola A dan bola B adalah ....
a. 2
b. 0,5
c. 0,25
d. 4
e. 2

Soal 12

Seorang penari balet dengan tangan terentang berputar dengan kecepatan sudut ω di atas lantai mendatar yang licin. Jika penari tersebut melipat tangannya, momen inersianya akan berkurang sebesar 25% dari semula. Perbandingan energi kinetik rotasi penari saat tangan dilipat dengan tangan terentang adalah ....
a. 14
d. 45
b. 34
e. 4
c. 43

Soal 13

Sebuah roda berputar terhadap suatu sumbu dengan kecepatan sudut 810 rpm. Roda kedua yang mula-mula diam dengan momen inersia 2 kali roda pertama, tiba-tiba digabungkan pada sumbu yang sama dengan roda pertama. Persentase energi kinetik yang hilang akibat penggabungan kedua roda adalah ....
a. 25%
b. 33%
c. 50%
d. 67%
e. 75%

Soal 14

Seorang penari balet berputar dengan tangan terentang pada kecepatan 90 rpm di atas lantai licin dengan momen inersia 6 kgm². Kemudian, kedua tangannya dilipat menyilang di dadanya. Pasangan yang mungkin dari ω dan I pada kondisi akhir tersebut adalah ….
a. ω = 60 rpm dan I = 9 kgm²
b. ω = 120 rpm dan I = 4,5 kgm²
c. ω = 125 rpm dan I = 4,0 kgm²
d. ω = 140 rpm dan I = 3,5 kgm²
e. ω = 150 rpm dan I = 3,0 kgm²

Soal 15

Sebuah bola pejal yang terbuat dari besi bergerak menggelinding pada lantai datar dengan kelajuan 54 km/jam. Massa bola 2 kg dan berdiameter 40 cm. Energi kinetik total bola adalah ....
a. 90 J
b. 225 J
c. 315 J
d. 400 J
e. 525 J

Soal 16

Diketahui tg α =3/4 , tg β = 4/3, m2 = 4 kg, dan g = 10 m/s² maka nilai m1 dan T2 agar setimbang adalah....
a. 2,4 kg dan 32 N
b. 3,2 kg dan 24 N
c. 2,4 kg dan 24 N
d. 3,2 kg dan 32 N
e. 4,0 kg dan 24 N

Soal 17

Sistem benda berada dalam keadaan setimbang seperti yang terlihat pada gambar. Apabila g = 10 m/s², besar tegangan tali T dan sinα adalah ....
a. 50 N dan 3/5
d. 60 N dan 3/7
b. 50 N dan 4/5
e. 40 N dan 3/5
c. 60 N dan 4/6

Soal 18

Dari sistem pada gambar berikut, diketahui massa benda B = 40 kg dan massa benda C = 50 kg. Massa benda A agar sistem setimbang adalah ....
a. 80 kg
b. 70 kg
c. 60 kg
d. 50 kg
e. 40 kg

Soal 19

Diketahui sistem benda dalam keadaan setimbang, seperti gambar di samping. Batang AB homogen panjangnya 4 m dan massanya 10 kg. Gaya tegangan tali jika beban m = 120 kg adalah ....no19
a. 1.300 N
b. 2.500 N
c. 2.800 N
d. 3.000 N
e. 5.000 N

Soal 20

Tangga AB yang panjangnya 5 m dan massa 5 kg disandarkan pada dinding vertikal yang licin. Ujung A terletak pada dinding dan ujung B terletak pada lantai. Ujung A terletak 4 m di atas lantai. Seorang anak yang massanya 30 kg menaiki tangga sampai suatu ketinggian berjarak 2 m dari A. Koefisien gesek antara tangga dengan lantai pada saat tangga akan tergelincir adalah ....
a. 0,25
b. 0,27
c. 0,35
d. 0,44
e. 0,5

Berlangganan update artikel terbaru via email: