Latihan Fisika Kelas X Gerak Melingkar Beraturan (GMB)
# 10
Pilgan

Sebuah bola dengan diameter 20 cm dan massa 200 gram berputar dengan kecepatan sudut . Tiba-tiba bola tersebut membentur tembok selama 0,1 detik, sehingga kecepatan sudutnya berubah menjadi . Arah dan gaya sentuh bola dengan tembok adalah .... 

A

0,18 N searah

B

0,36 N searah

C

0,18 N berlawanan arah

D

0,36 N berlawanan arah

E

0,33 N berlawanan arah

Pembahasan:

Diketahui:

Diameter d = 20 cm

Jari-jari r = 10 cm = 0,1 m

Waktu t = 0,1 s

Massa m = 200 g = 0,2 kg

Kecepatan sudut 1 ω1= ω\omega_1=\ \omega

Kecepatan sudut 2 ω2= 56ω\omega_2=\ \frac{5}{6}\omega

Ft=m(v2v!)Ft=m\left(v_2-v_!\right)

Ditanya:

Gaya sentuh dan arah F = ?

Jawab:

Untuk kecepatan sudut ω\omega tertentu, kecepatan linear vv sebanding dengan jarak titik dari pusat lingkarannya rr. Jika ditulis dalam bentuk matematis, v=ωrv=\omega r. Seperti yang telah diketahui pada soal, gaya sentuh FF dapat dicari dengan menggunakan persamaan:

Ft= m(v2v1)Ft=\ m\left(v_2-v_1\right)

Ft=m(ω2 rω1r)Ft=m\left(-\omega_2\ r-\omega_1r\right) \rightarrowNilai ω2\omega_2 negatif karena berlawanan arah dengan ω1\omega_1

F(0,1)=0,2((56)ωrωr)F\left(0,1\right)=0,2\left(\left(-\frac{5}{6}\right)\omega r-\omega r\right)

F(0,1)=0,2(566ωr)F\left(0,1\right)=0,2\left(-\frac{5-6}{6}\omega r\right)

F(0,1)=0,2(116ωr)F\left(0,1\right)=0,2\left(-\frac{11}{6}\omega r\right)

F=2(116ω(0,1))F=2\left(-\frac{11}{6}\omega\left(0,1\right)\right)

F=0,36ωF=-0,36\omega N \rightarrow (-) berlawanan arah

Jadi, gaya sentuh bola dan tembok adalah 0,36ω0,36\omega N berlawanan arah semula.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10