Kesetimbangan Benda Tegar dan Dinamika Rotasi

Manakah pernyataan berikut ini yang benar ?

• Benda berada dalam kesetimbangan rotasi

• Resultan momen gaya sama dengan nol

• Resultan momen gaya tidak sama dengan nol

• Resultan gaya tidak sama dengan nol

• Tidak ada kesetimbangan gaya ataupun kesetimbangan momen gaya pada benda

Pernyataan di bawah ini yang tidak tepat mengenai kesetimbangan statis adalah…

• Σ F = 0 adalah perlu agar kesetimbangan statis terjadi

• Apabila gaya-gaya yang bekerja pada suatu benda berada dalam setimbang statis, maka benda tadi pasti dalam keadaan diam

• Dalam kesetimbangan statis, resultan gaya dan momen gaya terhadap tiap titik adalah nol

• Benda dikatakan berada dalam kesetimbangan statis apabila benda dalam keadaan diam dan resultan gaya yang bekerja pada system itu sama dengan nol

• Benda dikatakan setimbang statis apabila benda tersebut diam dan tidak ada gaya dan momen gaya yang bekerja padanya

Dari gambar tersebut, pernyataan yang tidak tepat adalah…

• Benda (1) dan (2) termasuk jenis kesetimbangan labil

• Benda (3) dan (6) termasuk jenis kesetimbangan stabil

• Benda (4) dan (6) termasuk jenis kesetimbangan netral

• Benda (1) dan (5) termasuk jenis kesetimbangan labil

• Benda (3) dan (7) termasuk jenis kesetimbangan stabil

Sebuah batang yang panjangnya L, hendak diputar agar bergerak rotasi dengan sumbu putar pada pusat batang tersebut (seperti pada gambar). Apabila besarnya gaya untuk memutar tongkat adalah F1 = F2 = F3 = F4 = F (Newton).

Manakah pernyataan di bawah ini yang benar?

(i) Momen gaya pada titik A paling besar

(ii) Momen gaya pada titik B paling besar

(iii) Momen gaya pada titik D paling besar

(iv) Momen gaya pada titik C lebih besar dari momen gaya pada titik D

(v) Momen gaya pada titik A sama besarnya dengan momen gaya pada titik D

• (i)

• (ii)

• (iii)

• (iv)

• (v)

Sebuah lempeng tembaga dan lempeng plastik memiliki jari-jari yang berbeda dan massa M yang sama. Sebuah gumpalan kecil dari tanah liat dengan massa m melekat pada sisi masing-masing lempeng. Setiap lempengan bebas berputar pada poros tanpa gesekan. Jika pada awalnya kedua lempengan dalam keadaan diam, perbandingan percepatan sudut (α) kedua sistem lempeng tepat pertama kali berputar adalah…

• a₁=2a₂

• a₁=4a₂

• a₁=6a₂

• 2a₁=a₂

• 4a₁=a₂

Dua buah bola yang identik menuruni bidang miring. Bola yang satu lebih licin daripada bola lainnya. Jika bola yang satu meluncur, sedang bola yang lainnya menggelinding, pernyataan yang benar adalah…

• Bola yang meluncur akan tiba di dasar lebih dulu

• Bola yang menggelinding akan tiba di dasar lebih dulu

• Kedua bola tiba di dasar dengan kecepatan linier yang sama

• Bola mana yang tiba di dasar terlebih dahulu bergantung pada sudut kemiringan bidang

• Bola yang menggelinding memiliki energi kinetik yang lebih besar

Disediakan 2 silinder dengan massa yang sama. Pernyataan di bawah ini yang benar tentang 2 silinder tersebut adalah…

• Silinder pertama memiliki momen inersia yang sama dengan silinder kedua

• Silinder pertama memiliki momen inersia yang lebih besar dibandingkan dengan silinder kedua

• Silinder pertama memiliki momen inersia yang lebih kecil dibandingkan dengan silinder kedua

• Kedua silinder akan sulit untuk memulai rotasi

• Kedua silinder akan sulit untuk diberhentikan dari rotasi

Dua buah bola pejal berjari-jari R dengan massa dan volume yang sama diputar pada sumbu yang berbeda. Pernyataan berikut yang benar mengenai kedua bola pejal tersebut adalah…

• Besar momen inersia kedua bola sama

• Besar momen inersia bola A lebih besar dari bola B

• Besar momen inersia bola A lebih kecil dari bola B

• Besarnya momen inersia tidak dipengaruhi oleh sumbu putar

• Besar momen inersia tidak pernah berubah nilainya (konstan)

Ketika seorang penari balet melakukan gerakan putarnya, seringkali penari balet tersebut mengubah kecepatan putarnya dengan cara melipatkan atau merentangkan tangan/kakinya. Pada saat panari balet melipat kedua tangannya atau merapatkan kakinya. maka pernyataan berikut yang benar adalah…

• Kecepatan putaran penari balet tersebut bertambah

• Kecepatan putaran penari balet tersebut berkurang

• Momen gaya penari balet tersebut berkurang

• Momen gaya penari balet tersebut bertambah

• Momen inersia penari balet tersebut bertambah

Empat buah benda terdiri dari bola pejal, bola tipis berongga, silinder pejal, dan silinder berongga seperti pada gambar. Semuanya memiliki massa dan jari-jari yang sama, menggelinding dengan kecepatan awal yang sama. Maka perbandingan keempat benda untuk mencapai titik tertinggi adalah…

• Silinder berongga < bola tipis berongga < silinder pejal < bola pejal

• Bola pejal = silinder berongga = bola tipis berongga = silinder pejal

• Bola pejal = bola tipis berongga > silinder pejal = silinder berongga

• Bola pejal < silinder pejal < bola tipis berongga < silinder berongga

• Bola pejal = bola tipis berongga < silinder pejal = silinder berongga