Soal Essay Momentum dan impuls

1. Sebuah bujur sangkar homogen dengan panjang sisi-sisinya 8 cm dibagi menjadi empat bujur sangkar yang sama. Jika salah satu bujur sangkar kecil dipotong, maka jarak titik berat sekarang dan titik berat semula adalah....

  2. Sebuah tongkat memiliki panjang 5 m dan berat 800 N. Ujung bawah tongkat tersebut ditopang dengan engsel yang licin pada tembok dan ujung atasnya diikat tali  horisontal sepanjang 3 m ke tembok.
Hitung :
a. Gaya horisontalpada engsel
b. Gaya vertikal pada engsel .

3.  Sebuah tali salah satu ujungnya dililitkan pada silinder pejal dan ujung lainnya diikat kuat sehingga silinder bergerak turun.
Hitung :
a. Percepatan silinder
b. tegangan tali

 4.  Sebuah bola pejal bermassa 50 kg terletak pada sudut yang dibentuk oleh bidang miring kasar dan bidang miring tegak licin seperti pada gambar di samping.
Hitung :
a.  Gaya normal yang diberikan bidang miring pada bola
b.  gaya normal yang diberikan  bidang tegak pada bola

 5. sebuah tongkat tipis AB dengan massa2 kg, bergerak translasi dengan percepatan a= 2,5 m/s² akibat dua gaya sejajar yang bekerja berlawanan arah. Jarak antara kedua gaya d = 40 cm. Jika F2 = 10 N, maka panjang tongkat l adalah.....

6. Sebuah silinder pejal dengan jari-jari R dan massa M menggelinding sepanjang bidang datar tanpa slip dengan kecepatan v. Kemudian silinder bergerak naik epanjang bidang miring. Tinggi maksimum h adalah.... 

 7. Sebuah tongkat homogen dengan panjang 6a diletakkan di atas meja datar dan licin. Dua benda berupa titik bermassa m dan 2m bergerak dengan kecepatan 2v dan v menumbuk batang dan menempel, Hitung :
(1) kecepatan massa (v)

(2) kecepatan sudut batang (ω)

(3) Energi rotasi batang ( E) 

(4) momentum sudut batang (L)

 8. Sebuah bola pejal bermassa M diikat dengan tali pada tepi, lalu diputar mendatar. Jika jari-jari bola R dan panjang tali l  (l  = 50 R), tentukan momen inersia bola terhadap poros putar !

 9. Sebuah katrol dengan jari-jari 6 cm dapat berputar bebas pada porosnya. Benda bermassa 0,2 kg diikat pada salah satu ujung tali dan ujung tali lainnya dililitkan pada katrol. Ketika sistem tersebut dilepas, benda turun sejauh 2 m dalam waktu 8s. Untuk g= 9,8 m/s²   , hitung :
a. percepatan  sudut katrol
b. momen inersia
c. tegangan tali

 10. Perhatikan gambar disamping ! :
Balok bermassa m1 = 6 kg diletakkan di atas bidang miring dengan sudut kemiringan 30 derajat terhadap bidang horisontal dan dihubungkan tali melalui katrol dengan benda bermassa m2 = 18 kg. Massa katrol M = 1 dan jari-jari 0,5 m. Koefisien gesek kinetik antara balok dan bidang miring adalah 0,10. Tentukan :
a. percepatan sisiem
b. tegangan tali T1 dan T2


11.  Misalkan bumi dianggap sebagai bola pejal homogen berjari-jari 6,4 x 10 ³ km dan massa = 6 x 10 ²⁴ kg. Hitunglah :

a. tenaga kinetik rotasinya

b. energi kinetik bumi akibat revolusi jika bumi berevolusi mengelilingi matahari 365 hari dengan jari-jari orbit = 1,5 x 10 ⁸ km.

12.  Dua benda masing-masing dengan massa 3 kg dan 2 kg, diikat pada ujung-ujung tali yang melewati katrol berjari-jari 0,2m. Tm. Jika sistem dilepas dari keadaan diam, teramati bahwa benda yang lebih ringan turun sejauh 1 m dalam waktu 10 s. tentukan momen inersia katrol 1

13. Misalkan seorang anak bermassa 50kg berdiri di tepi meja putar (korsel) bergaris tengah 6,0m yang dipasang pada landasan tanpa gesekan dan mempunyai momen kelembaman 1500 kg m². Meja putar awalnya diam, tetapi ketika orang mulai berlari dengan kelajuan 3,8 m/s (mengacu kemeja putar) mengelilingi tepinya, meja putar mulai berputar ke arah yang sebaliknya. Hitung kecepatan sudut meja putar.

14. Sebuah benda bermassa 200 gram dilemparkan dengan kecepatan 20 m/s dan sudut elevasi 60^o . Tentukan besar momentum sudut benda terhadap titik asal lemparan saat benda berada di titik tertinggi !

16. Pada sistem seperti gambar di samping, diketahui m1 = 2 kg , m2 = 10 kg, dan M = 1 kf. Jika koeffisien gesek kinetik antara m1 dengan bidang alas 0,25 dan g = 9,8 m/s². Tentukan :

a. percepatan sistem

b. tegangan tali T1 dan T2

 

16.  Pita fleksibel sepanjang 20 cm digulung dengan ketat. Gulungan tersebut kemudian digelindingkan menuruni bidang miring dengan sudut kemiringan 30 derajat terhadap bidang horisontal. Ujung atas pita dilekatkan pada bidang sehingga gulungan terurai kembali. Berapa waktu yang diperlukan agar gulungan terurai semula ?

17. Sebuah benda bermassa m meluncur turun sepanjang bidang miring dan mencapai kaki pada bidang miring dengan kecepatan v. Jika cincin dengan massa yang sama menggelinding turun sepanjang bidang miring tersebut, tentukan kecepatan cincin di kaki bidang miring tersebut?

18. Sebuah bola pejal yang sedang berputar terhadap porosnya dengan energi kinetik Ek diletakkan perlahan-lahan pada lantai mendatar tanpa dorongan mendatar. Koeffisien gesek antara bola dengan lantai adalam m. Setelah beberapa saat, bola mulai menggelinding dengan energi kinetik Ek'.

Tentukan perbandingan antara Ek' dan Ek.

19. Sebuah bola pejal bermassa m menggelinding tanpa slip sepanjang lintasan seperti gambar di samping. Jari-jari lintasan melingkar adalah R. Jika bola dilepaskan dari ketinggian 8R di atas bidang horizontal, tentukan gaya normal yang bekerja pada bola saat berada di titik P.

20. Sebuah tangga homogen dengan berat 300 N dan panjang 13 m disandarkan pada tembok tegak yang licin pada ketinggian 12 m di atas lantai. Jika tangga dalam keadaan setimbang, tentukan gaya fertikal dan gaya horizontal pada ujung bawah tangga, dan gaya normal dari dinding terhadap ujung atas tangga !

21. Sebuah tangga dengan panjang 21m dan berat 400N disandarkan dalam keadaan setimbang terhadap dinding vertikal yang licin pada ketinggian 16 m di atas lantai. Titik berat tangga terletak pada 1/3 panjang tangga diukur dari ujung bawah. Tentukan koeffisien gesek statis antara lantai dan tangga, jika seorang dengan massa 80 kg memanjat tangga sampai pada titik pertengahan tangga saat tangga tepat akan tergelincir.

22. Sebuah mistar siku-siku terbuat dari logam homogen dengan panjang bagian pendek L dan bagian panjang 2L di gantung pada gambar bagian sikudalam keadaan setimbang seperti gambar disamping.
Tentukan besarnya sudut  α !

23. Sebuah gaya horizontal F bekerja pada pusat massa sebuah roda berjari-jari R dengan berat w. Tentukan gaya F, agar roda tepat akan melintasi anak tangga yang tingginya y < R !

24. Carilah tegangan tali T pada setiap kabel dan besar gaya F yang dilakukan engsel pada batang penopang pada gambar di samping, agar berat beban dan berat batang masing-masing w




25. Sebuah palang datar homogen dengan panjang L = 6,0 m dan massa M = 90 kg terletak di atas dua kuda-kuda yang terpisah sejauh D = 1,5m. Kuda-kuda tersebut terletak pada jarak yang sama dari pusat palang. Seorang anak dengan massa m berdiri di ujung kanan palang. Tentukan nilai maksimum m agar palang tersebut setimbang.

26. Sebuah roda dengan momen inersia  5 x 10^-3 kg m² berputar dengan kecepatan sudut 20 putaran persekon. Tentukan besar momen haya untuk menghentikan roda dalam waktu 10 sekon

Soal Momentum dan Impuls