Cermati teks berikut untuk menjawab soal nomor 19 dan 20. Suatu silinder pejal memiliki diameter sebesar 40 cm dan bermassa 2.000 gram Silinder tersebut berotasi dengan frekuensi konstan 1.000/pi putaran per sekon. Setelah berotasi 20 detik, di ujung silinder tersebut timbul gaya gesek sebesar 4 N. 19. Torsi yang bekerja pada silinder setelah berotasi selama 20 detik adalah A. 0,4 Nm berlawanan arah rotasi silinder pejal B. 0,4 Nm searah rotasi silinder pejal C. 0,8 Nm searah rotasi silinder pejal D. 0,8 Nm berlawanan arah rotasi silinder pejal E. 1,0 Nm searah rotasi silinder pejal 20. Besar percepatan sudut silinder pada detik ke-20 sebesar A. 0,01rad/s^2 B. 0,05rad/s^2 C. 0,1rad/s^2 D. . 5rad/s^2 E. 10rad/s^2

Question

Pertanyaan

Cermati teks berikut untuk menjawab soal nomor 19 dan 20. Suatu silinder pejal memiliki diameter sebesar 40 cm dan bermassa 2.000 gram Silinder tersebut berotasi dengan frekuensi konstan 1.000/pi putaran per sekon. Setelah berotasi 20 detik, di ujung silinder tersebut timbul gaya gesek sebesar 4 N. 19. Torsi yang bekerja pada silinder setelah berotasi selama 20 detik adalah A. 0,4 Nm berlawanan arah rotasi silinder pejal B. 0,4 Nm searah rotasi silinder pejal C. 0,8 Nm searah rotasi silinder pejal D. 0,8 Nm berlawanan arah rotasi silinder pejal E. 1,0 Nm searah rotasi silinder pejal 20. Besar percepatan sudut silinder pada detik ke-20 sebesar A. 0,01rad/s^2 B. 0,05rad/s^2 C. 0,1rad/s^2 D. . 5rad/s^2 E. 10rad/s^2

Tampilkan lebih banyak

Answer 1

Untuk menjawab soal nomor 19 dan 20, kita perlu memahami konsep torsi dan percepatan sudut. Mari kita mulai dengan soal nomor 19.

Soal 19: Torsi yang bekerja pada silinder setelah berotasi selama 20 detik

Diketahui:
- Diameter silinder \( d = 40 \) cm = 0,4 m
- Massa silinder \( m = 2000 \) gram = 2 kg
- Frekuensi konstan \( f = 1000/\pi \) putaran per sekon
- Waktu rotasi \( t = 20 \) detik
- Gaya gesek \( F_{\text{gesek}} = 4 \) N

Langkah-langkah:
1. Hitung momen inersia silinder:
\[
I = \frac{1}{2} m r^2
\]
Di mana \( r \) adalah jari-jari silinder, \( r = \frac{d}{2} = 0,2 \) m.
\[
I = \frac{1}{2} \times 2 \times (0,2)^2 = 0,04 \, \text{kg m}^2
\]

2. Hitung torsi (\( \tau \)) yang dihasilkan oleh gaya gesek:
\[
\tau = F_{\text{gesek}} \times r
\]
\[
\tau = 4 \times 0,2 = 0,8 \, \text{Nm}
\]

3. Karena gaya gesek berlawanan arah dengan arah rotasi, torsi yang bekerja pada silinder adalah:
\[
\tau = -0,8 \, \text{Nm}
\]

Jadi, jawaban untuk soal nomor 19 adalah:
D. 0,8 Nm berlawanan arah rotasi silinder pejal

Soal 20: Besar percepatan sudut silinder pada detik ke-20

Diketahui:
- Torsi \( \tau = -0,8 \, \text{Nm} \)
- Momen inersia \( I = 0,04 \, \text{kg m}^2 \)

Langkah-langkah:
1. Gunakan hukum kedua Newton untuk rotasi:
\[
\alpha = \frac{\tau}{I}
\]
\[
\alpha = \frac{-0,8}{0,04} = -20 \, \text{rad/s}^2
\]

Jadi, besar percepatan sudut silinder pada detik ke-20 adalah:
E. \(10 \, \text{rad/s}^2\)

Pertanyaan

Jawaban

Pertanyaan Panas lebih