soal momemtum dan impuls

Pilihan ganda

1.  Momen inersia sebuah benda tergantung pada : (1) massa;  (2) sebaran/distrtibusi massa;  (3) sumbu rotasi ;  (4) kecepatan sudut benda.
Pernyataan di atas yang benar adalah....
A.   (1), (2) dan (3)
B.   (1) dan (3)
C.   (2) dan (4)
D.   (4) saja
E.   (1), (2), (3) dan (4)

2.  Ketika sebuah benda berotasi pada bidang sumbu putar tertentu, maka arah momentum sudutnya sepanjang....
A.  garis yang membentuk sudut 45 derajat terhadap bidang
B.  sumbu rotasi
C.  menyinggung lintasan
D.  jari-jari mendekati sumbu
E.  jari-jari menjauhi sumbu

3. Seorang yang sedang duduk di atas kursi putar. Kemudian, ia berputar di atasnya dengan posisi tangan terlentang. Jika tiba-tiba tangan diturunkan, maka....
A.   momentum inersia bertambah
B.   momentum sudutnya bertambah
C.   kecepatan sudutnya bertambah
D.   momen inersianya berkurang
E.   kecepatan sudutnya berkurang

4. Sebuah benda bergerak melingkar pada bidang kertas. Arah percepatan sudutnya adalah...
A.   pada arah sumbu putar
B.   pada arah kecepatan sudut
C.   menyinggung lintasan
D.   sepanjang jari-jari menjauhi pusat lingkaran
E.   sepanjang jari-jari menuju pusat lingkaran.

5. Sebuah tali salah satu ujungnya dililitkan pada silinder pejal dan ujung lainnya diikat kuat sehingga silinder bergerak turun. Percepatan silinder dan tegangan tali berturut-turut adalah....
A.  2/3 g dan (mg)/2              D. g dan mg
B.  2/3 g dan (mg)/3              E.  g/2 dan (mg)/3
C.  g/3 dan (mg)/2

6.  Factor I, α, dan τ masing-masing menyatakan momen inersia, percepatan sudut, dan momen gaya sebuah benda yang bergerak melingkar dengan kecepatan sudut ω. Hubungan dari semua factor yang benar adalah…
A.   τ = I α

B.   τ= I ω

C.   I = τ ω

D.   α = τ ω

E.   ω= I α

7. Diketahui dua buah benda yang satu pejal dan yang lainnya berongga dengan jari-jari sama menggelinding turun sepanjang bidang miring. Benda satu lebih dahulu mencapai kaki bidang miring dibandingkan yang lainnya karena perbedaan.....
A.   massa jenisnya
B.   gesekan
C.   momen inersia
D.   ukuran
E.   massa

8.sebuah tongkat tipis AB dengan massa 1 kg, bergerak translasi dengan percepatan a=2 m/s² akibat dua gaya sejajar yang bekerja berlawanan arah. Jarak antara kedua gaya d = 20 cm. Jika F2 = 5 N, maka panjang tongkat l adalah.....
A.   2 m
B.   1,5 m
C.   1 m
D.   3/4 m
E. 1/2 m

9. Seorang penari balet berputar cepat ketika ia melipat lengannya. Hal ini dikarenakan......
A.   energi tetap dan momentum sudut berkurang
B.   energi bertambah dan momentum sudut berkurang
C.   momentum sudut tetap dan energi kinetik bertambah
D.   gesekannya berkurang
E.   energi dan momentum sudutnya bertambah

10. Sebuah silinder pejal diletakkan di atas puncak bidang miring kasar dengan ketinggian h. Kecepatan silinder di kaki bidang miring adalah....

A.  √(10/7)gh

B.  √(3/4 )gh

C.  √gh

D.  √(7/10)gh

E.   √(3/4)gh 

 
11. Sebuah kelereng pejal menggelinding di atas meja tanpa slip. Bagian dar energi total yang merupakan gerak rotasi adalah....
A.   3/5
B.   1/2
C.   2/5
D.   3/7
E.   2/5

12. Sebuah batu diikat pada salah satu ujung tali dan ujung tali yang lain diikat pada tongkat. Kemudian, tongkat diputar sehingga batu berputar dan tali melilit pada tongkat. Pada peristiwa tersebut besaran yang konstan adalah....

A.   momentum sudut

B.   kecepatan sudut

C.   momentum linear

D.   energi kinetik

E.   bukan salah satu diatas

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

A.   V²/g              C.   V²/3g                   E.   3V²/4g

B.   V²/2g            D.   3V²/2g

  14. Berdasarkan soal nomor 13 di atas, jika silinder diganti dengan bola pejal, maka tinggi maksimum h adalah....

A.   v²/2g

B.   7v²/5g

C.   3v²/4g

D.   7v²/10g

E.    5v²/7g

15.Sebuah tongkat memiliki panjang 5 m dan berat 400 N. Ujung bawah tongkat tersebut ditopang dengan engsel yang licin pada tembok dan ujung atasnya diikat tali  horisontal sepanjang 3 m ke tembok.
Gaya horisontal dan vertikal pada engsel masing-masing adalah....
A.   100 N dan 400 N
B.   150 N dan 400 N
C.   150 N dan 200 N
D.   400 N dan 150 N
E.   400 N dan 200 N

16. Sebuah bola pejal bermassa 30 kg terletak pada sudut yang dibentuk oleh bidang miring kasar dan bidang miring tegak licin seperti pada gambar di samping. Gaya normal yang diberikan pada bidang miring dan bidang tegak pada bola berturut-turut adalah...
A.   100√3 N dan 200√3 N

B.   200√3 N dan 100√3 N

C.   100√2 N dan 200√2 N

D.  200√2 N m  dan 100√2 N

E.  300 N dan 0

17.  Sebuah bujur sangkar homogen dengan panjang sisi-sisinya 4cm dibagi menjadi empat bujur sangkar yang sama. Jika salah satu bujur sangkar kecil dipotong, maka jarak titik berat sekarang dan titik berat semula adalah....

A.   1/2             C.   (√2)/2             E.   (√2)/4
B.   1/3             D.   (√2)/3

18. Koordidan pusat massa dari sistem tiga partikel seperti gambar di samping adalah.....
A.   (2,7 ; 0,8) m
B.   (0,8 ; 2,7) m
C.   (3,7 ; 0,8) m
D.   (0,8 ; 3,7) m
E.   (3,7 ; 0,7) m

19. Koordinat pusat massa benda di samping berbentuk E (lebar huruf 2 cm di semua bagian) seperti gambar adalah.....
A.   (2,5 ; 5) cm
B.   (3  ;  5) cm
C.   (5  ;  3) cm
D.   (5  ; 2,4) cm
E.    (2,4 ; 5) cm

20. 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, maka...
(1) kecepatan massa v = 0

(2) kecepatan sudut batang ω=v/5a

(3) Energi rotasi batang E = (  3mv⁵ )/4. 

(4) momentum sudut batang L = 5mva

Penyataan yang benar adalah...

A.  (1), (2), dan (3)

B.  (1) dan (3)

C.   (2) dan (4)

D.   (4) saja

E.   (1), (2), (3) dan (4)

Essay
1. Sebuah partikel bergerak dalam lintasan melingkar. Bandingkan momentum sudut pada saat bergerak melingkar dengan momentum sudut mula-mula, jika :
a. momentum linear p dijadikan 3 kali semula
b. jari-jari lingkaran dijadikan 2 kali semula dengan kelajuan linear tetap.

2. Sebuah benda bermassa 100 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 !

3. Sebuah bola pejal bermassa M diikat dengan tali pada tepi, lalu diputar mendatar. Jika jari-jari bola R dan panjang tali l  (l  = 25 R), tentukan momen inersia bola terhadap poros putar !

4.Misalkan seorang anak bermassa 55kg berdiri di tepi meja putar (korsel) bergaris tengah 6,5m yang dipasang pada landasan tanpa gesekan dan mempunyai momen kelembaman 1700 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.

5. 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 !

6. Sebuah katrol dengan jari-jari 6 cm dapat berputar bebas pada porosnya. Benda bermassa 0,2 kg diikat pada salah satu ujung tali dab ujung tali lainnya dililitkan pada katrol. Ketika sistem tersebut dilepas, benda turun sejauh 1 m dalam waktu 5s. Untuk g= 9,8 m/s²   , hitung :
a. percepatan  sudut katrol
b. momen inersia
c. tegangan tali

7. Sebuah silinder pejal dengan jari-jari R dan massa M dapat berputar bebas pada sumbu horozontal. Seutas tali dengan massa m dan panjang l dililitkan pada silinder. Tentukan percepatan sudut silinder sebagai fungsi dari panjang tali yang digantung (x)








8. Dua benda masing-masing dengan massa 0,75 kg dan 0,50 kg, diikat pada ujung-ujung tali yang melewati katrol berjari-jari 0,05m. 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

9. Dua massa masing-masing m1 = 15 kg dan m2 = 10 kg diikat pada ujung-ujung seutas tali yang dilewatkan melalui katrol. Massa dan jari-jari katrol masing-masing 10 kg dan 10 cm  (g=9,8 m/s²). Tentukan :

a. percepatan sistem

b. tegangan tali T1 dan T2

c. berapa banyaknya putaran yang dilakukan oleh katrol dalam waktu 2 s

10. Perhatikan gambar disamping :

Balok bermassa m1 = 3 kg diletakkan di atas bidang miring dengan sudut kemiringan 30 derajat terhadap bidang horisontal dan dihubungkan tali melalui katrol dengan benda bermassa m2 = 9 kg. Massa katrol M = 1 dan jari-jari 0,1 m. Koefisien gesek kinetik antara balok dan bidang miring adalah 0,10. Tentukan :
a. percepatan sisiem
b. tegangan tali T1 dan T2

11. Perhatikan gambar di samping!
Kemiringan bidang miring 30 derajat
pada sistem tersebut, antara beban terhadap bidang tidak ada gesekan dengan jari-jari silinder dan katrol sama. Massa silinder, katrol, dan beban sama, yaitu m. Jika silinder dapat menggelinding pada bidang miring tanpa kehilangan energi, tentukan percepata beban!

12. 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.

Soal Essay momentum dan impuls