Soal Gerak Melingkar

Pembahasan Soal Kinematika Gerak Melingkar

1. Soal
Gerak melingkar beraturan ialah gerak melingkar dengan kelajuan tetap, Pada gerak tersebut berlaku juga (SNMPTN 2012)
(1) kecepatan sudut tetap
(2) kecepatan singgung tetap
(3) besar percepatan tetap
(4) tidak ada gaya yang bekerja
Pembahasan
Ciri gerak melingkar
1. Kecepatan sudut tetap
2. Percepatan sudut nol
3. Kelajuan linear tetap
4. Kecepatan linear (singgung) berubah
5. Memiliki percepatan sentripetal yang arahnya selalu menuju pusat
6. Bekerja gaya sentripetal
Jawaban B (1 dan 3 benar)
2. Soal
Sebuah benda yang bergerak melingkar beraturan maka....(SPMB 2003)
(1) Kecepatannya konstan
(2) Kecepatan sudutnya konstan
(3) Percepatan konstan
(4) Lajunya konstan
Pembahasan
Ciri gerak melingkar
1. Kecepatan sudut tetap
2. Percepatan sudut nol
3. Kelajuan linear tetap
4. Kecepatan linear (singgung) berubah
5. Memiliki percepatan sentripetal yang arahnya selalu menuju pusat
6. Bekerja gaya sentripetal
Jawaban  B (2 dan 4 benar)
3. Soal
Sebuah benda bermassa 8 kg bergerak secara beraturan dalam lintasan melingkar dengan kelajuan 5 m/s. Bila jari - jari bundar 1 m, maka:
(1) Gaya sentripetalnya ialah 200 N
(2) Waktu putarnya adalah   $0,4\pi \,$ sekon
(3) Vektor kecepatan tidak tetap
(4) Vektor percepatan sentripetalnya ialah 25   $m/s^{2}$
Pembahasan

1. $F_{sp}=m\frac{v^{2}}{R}=8\frac{5^{2}}{1}=200\, N$
2. $\omega=\frac{v}{R}=\frac{5}{1}=5\, rad/s$

$\omega =\frac{2\pi }{T}$ , maka

$T =\frac{2\pi }{\omega }=\frac{2\pi }{5}=0,4\pi \, s$
3. arah kecepatan berubah - ubah
4. $a_{sp}=\frac{v^{2}}{R}=\frac{5^{2}}{1}=25\, m/s^{2}$
Jawaban E
4. Soal

Jari - jari roda gigi depan $R_{1}$ dekat pedal pada sepeda selalu lebih besar dari pada roda gigi belakang $R_{2}$ . Jika roda gigi depan dikayuh dengan besar kecepatan $\omega _{1}$ dan jari - jari roda belakang sepeda ialah R, maka kelajuan sepeda ialah v. Jika roda belakang sepeda diganti dengan roda yang mempunyai jari - jari $\frac{3R}{2}$ , sementara $R_{1}$ , $R_{2}$ , dan $\omega _{1}$ dibuat tetap, maka kelajuan sepeda kini adalah?

A. $\frac{2}{3}v$

B. $\frac{1}{3}v$
C. $\sqrt{\frac{2}{3}v}$
D. $\frac{3}{2}v$

E. $\sqrt{\frac{3}{2}v}$
Pembahasan

$v_{sepeda}=\frac{\omega _{1}R_{1}}{R_{2}}R$

$v_{sepeda}\sim R$ , maka:

$\frac{v_{pertama}}{v_{akhir}}=\frac{R}{\frac{3R}{2}}$
$\frac{v}{v_{akhir}}=\frac{2}{3}$
$v_{akhir}=\frac{3}{2}v$
Jawaban D
5. Soal

Jari - jari roda depan $R_{1}$ dekat pedal sebuah sepeda lebih besar daripada roda gigi belakang $R_{2}$ . Jika roda gigi depan kayuh dengan kecepatan sudut $\omega _{1}$ , maka cara memperbesar kelajuan sepeda adalah?
A. memperkecil jari - jari roda belakang $R_{2}$
B. memperkecil jari - jari roda gigi depan erat pedal $R_{1}$
C. memperkecil jari - jari roda gigi pada sentra roda belakang $R_{2}$
D. memperbesar jari - jari roda gigi pada sentra roda belakang $R_{2}$
E. memperkecil kecepatan sudut $\omega _{1}$
Pembahasan
$v_{sepeda}=\frac{\omega _{1}R_{1}}{R_{2}}R$
Untuk memperbesar kelajuan sepeda dengan cara memperkecil jari - jari roda gigi pada sentra roda belakang
Jawaban C