GERAK MELINGKAR

BAB 4 GERAK MELINGKAR

A. Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat dan kerjakanlah pada buku latihan Anda.

1. Jika sebuah titik bergerak melingkar beraturan maka ....

a. percepatannya nol

b. kecepatan linearnya tetap

c. percepatan sudutnya nol

d. frekuensinya berubah

e. energi potensialnya tetap

2. Jarum speedometer sebuah sepeda motor menunjukkan angka 1.200 rpm. Berarti, kecepatan

sudut putaran mesin motor tersebut adalah ....

a. 20 rad/s

b. 20π rad/s

c. 40 rad/s

d. 40π rad/s

e. 60 rad/s

3. Jika sebuah compact disc berputar dengan kecepatan 390 rpm (putaran per menit), frekuensi putarnya ....

a. 390 Hz

b. 6,5 Hz

c. 13 Hz

d. 0,11 Hz

e. 234 Hz

4. Sebuah benda bergerak 90 putaran dalam 1 menit. Kecepatan sudut benda tersebut adalah ....

a. 90 rad/s

b. 15 rad/s

c. 3π rad/s

d. 3 rad/s

e. 1,5π rad/s

5. Sebuah benda bermassa 2 kg bergerak melingkar beraturan dengan jari-jari 20 cm. Kecepatan sudut yang dialami benda adalah 4π rad/s. Periode dan frekuensi benda tersebut adalah ....

a. 0,5 sekon dan 2 Hz

b. 0,05 sekon dan 2 Hz

c. 2 sekon dan 4 Hz

d. 0,1 sekon dan dan 10 Hz

e. 0,05 sekon 20 Hz

6. Sebuah roda sepeda memiliki jari-jari 30 cm dan diputar melingkar beraturan. Jika kelajuan

sebuah titik pada roda 6,0 m/s, kecepatan sudutnya adalah ....

a. 6 rad/s          d. 30 rad/s

b. 18 rad/s       e. 60 rad/s

c. 20 rad/s

7. Sebuah piringan hitam dengan diameter 20 cm berputar dengan kecepatan sudut 4 rad/s. Hal ini berarti sebuah benda titik yang berada di pinggir piringan memiliki kelajuan linear sebesar ....

a. 20 cm/s        d. 60 cm/s

b. 40 cm/s        e. 80 cm/s

c. 50 cm/s

8. Seorang anak duduk di atas kursi yang berputar vertikal, seperti pada gambar berikut.

Jika percepatan gravitasi bumi g = 10 m/s2 dan jarijari roda 2,5 m, laju maksimum roda itu agar anak tidak terlepas dari tempat duduknya adalah ....

a. 8 m/s            d. 4 m/s

b. 6 m/s            e. 2 m/s

c. 5 m/s

9. Jika sebuah titik bergerak secara beraturan dalam lintasan yang melingkar, pernyataan berikut yang benar adalah ....

a. percepatan radialnya sama dengan nol

b. jari-jari lintasannya berubah

c. percepatan radialnya tidak sama dengan nol

d. besar dan kecepatan linearnya berubah

e. besar dan kecepatan sudutnya berubah

10. Sebuah bola yang terikat pada tali bergerak dalam lingkaran horizontal yang memiliki jari-jari 3 m. Jika diketahui percepatan sudut bola tersebut 5 rad/s, besar percepatannya adalah ....

a. 75 rad/s

b. 50 rad/s

c. 45 rad/s

d. 15 rad/s

e. 5 rad/s

11. Sebuah motor mengelilingi jalan yang melingkar dengan jari-jari 20 m. Jika percepatan sentripetal maksimum yang dapat diberikan oleh gesekan adalah 5 m/s2, besarnya kelajuan maksimum motor tersebut adalah ....

a. 100 m/s

b. 80 m/s

c. 20 m/s

d. 10 m/s

e. 5 m/s

12. Sebuah benda bergerak melingkar beraturan pada suatu lintasan. Jika pada saat t = 0, benda berada pada posisi 5 rad dan pada saat t = 10 s, benda tersebut berada pada posisi 10 rad maka kecepatan sudut benda tersebut adalah ....

a. 500 rad/s      d. 1 rad/s

b. 50 rad/s       e. 0,5 rad/s

c. 5 rad/s

13. Sebuah partikel berada pada ujung sebuah CD yang sedang berputar. Posisi awal partikel tersebut berada pada sudut awal (θ 0 = 0). Kecepatan sudut yang dimiliki partikel tersebut adalah 10 rad/s maka posisi partikel tersebut setelah bergerak selama 5 s adalah ....

a. 500 rad/s

b. 50 rad/s

c. 5 rad/s

d. 1 rad/s

e. 0,5 rad/s

14. Jika Anda memutar tali yang diikat dengan batu dalam arah vertikal, kecepatan linear yang Anda rasakan sama dengan dua kali kecepatan sudutnya. Besarnya kecepatan linear tersebut jika diketahui percepatan sentripetal batu 50 m/s2 adalah ....

a. 100 m/s

b. 50 m/s

c. 10 m/s

d. 50 m/s

e. 10 m/s

15. Pernyataan mengenai percepatan sentripetal berikut ini yang benar adalah ....

a. percepatan sentripetal sebanding dengan massa sebuah benda

b. percepatan sentripetal selalu tegak lurus terhadap kecepatan linearnya

c. arah percepatan sentripetal selalu keluar lintasan

d. percepatan sentripetal hanya bergantung pada jari-jari lintasannya

e. percepatan sentripetal tidak akan memengaruhi arah kecepatan linearnya

Pernyataan berikut digunakan pada soal no 16 – 20

Misalkan, Anda bergerak melingkar beraturan dengan mengikuti persamaan berikut.

θ = 5 + 30π t

Jari-jari lintasan yang Anda lalui besarnya 2 m.

16. Frekuensi putaran Anda adalah ....

a. 30 hertz

b. 15 hertz

c. 12 hertz

d. 5 hertz

e. 0

17. Posisi Anda setelah menempuh waktu selama 0,5 π s

adalah ....

a. 30 rad

b. 25 rad

c. 20 rad

d. 15 rad

e. 5 rad

18. Kecepatan linear Anda adalah ....

a. 60π m/s

b. 60

c. 30π m/s

d. 30 m/s

e. 15 π m/s

19. Besarnya percepatan sentripetal yang Anda rasakan adalah ....

a. 7.200 π 2 m/s2

b. 3.600 π 2 m/s2

c. 1.800 π 2 m/s2

d. 600 π 2 m/s2

e. 60 π 2 m/s2

20. Waktu yang dapat ditempuh oleh Anda jika berhenti di posisi 65 rad adalah ....

B. Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan benar dan kerjakanlah pada buku latihan Anda.

1. Diketahui sebuah benda melakukan gerak melingkarberaturan sebanyak 240 kali tiap menit, hitunglah:

a. frekuensi,

b. periode,

c. kecepatan sudut, dan

d. kecepatan linear jika jari-jari 4 m.

2. Seutas tali dengan panjang 1 m, ujungnya diberi beban 20 gram. Kemudian, tali tersebut diputar dalam arah horizontal dengan kecepatan linear 5 m/s, tentukanlah:

a. kecepatan angulernya, dan

b. percepatan sentripetal.

3. Seutas tali dengan panjang 1 m, ujungnya diberikan beban 100 gram lalu diputar dalam arah vertical dengan kecepatan 5 m/s. Tentukanlah percepatan sentripetal beban.

4. Pada permainan komidi putar, seorang anak duduk pada roda yang berputar dengan jari-jari 2,5 m. Berapakah kecepatan maksimum roda agar anak tersebut tidak terlepas dari tempat duduknya? (roda berputar dalam arah vertikal)

5. Diketahui sebuah sepeda bergerak dengan keceptan 2 m/s. Tentukanlah:

a. periode putaran roda sepeda (r = 40 cm), dan

b. kecepatan sudut.

6. Misalkan, Anda mengendarai sebuah mobil pada lintasan melingkar. Lintasan tersebut memiliki diameter 20 m. Jika diketahui kelajuan mobil Anda 10 m/s, tentukanlah percepatan maksimum yang masih diperbolehkan supaya mobil Anda tetap bergerak pada lintasannya.

7. Tentukanlah percepatan sentripetal dari sebuah benda yang bergerak melingkar dengan jari-jari lintasan 10 cm, jika diketahui dalam satu kali putaran benda tersebut menghabiskan waktu 1 s.

8. Sebuah partikel bergerak melingkar pada suatu lintasan melingkar. Jika posisi awal partikel θ 0 = 5 rad, tentukanlah:

a. posisi akhir partikel pada saat t = 5 s yang memiliki kecepatan sudu 2 rad/s, dan

b. frekuensi putaran partikel.

9. Tentukanlah percepatan sentripetal dari sebuah benda yang memiliki kecepatan 300 rpm (putaran per menit) yang bergerak melingkar dengan jari-jari lintasan:

a. 20 cm,    dan                        b. 1 m.

10. Sebuah benda bergerak dengan mengikuti persamaan θ =θ0 +ωt . Tentukanlah waktu yang

diperlukan benda untuk mengubah posisi sudut dari 5 rad menjadi 20 rad, jika diketahui satu kali

putaran dapat ditempuh benda selama 10π s