SOAL DINAMIKA ROTASI DAN KESETIMBANGAN BENDA TEGAR

1. Batang homogen AB beratnya 20N panjang 1 m dalam keadaan seimbang, seperti gambar di samping. Di titik A berengsel dan di titik B batang diikat dengan tali yang massanya diabaikan serta diberi beban 10 N. Tentukan: (a) besar gaya tegang tali, (b) besar dan arah gaya reaksi pada engsel di titik A

2. Sebuah tangga AB homogen beratnya 100 N bersandar pada tembok yang licin dan bertumpu pada lantai kasar. Tangga AB membentuk sudut 45o terhadap lantai. Jika tangga AB tepat akan tergelincir, maka tentukan (a) gaya reaksi lantai dan tembok, (b) gaya gesek tangga terhadap lantai, dan (c) koefisien gesek antara lantai dengan tangga.

3. Suatu batang AC massanya 40 kg dan panjangnya 3 m ditumpu pada titik A dan B seperti pada gambar. Seorang anak bermassa 25 kg berjalan dari A menuju C. Jika jarak AB = 2 m dan percepatan gravitasi 10 m/s2, berapakahjarak minimum anak tersebut dari titik C agar papan tetap setimbang?

4. Jika panjang batang AB 0,5 m,beratnya 50 N, dan berat beban 200 N,hitunglah tegangan tali agar sistemsetimbang!

5. Pada sistem kesetimbangan bendaseperti pada gambar di samping,panjang AB = 80 cm, AC = 60 cm,dan berat batang 18 N. Jika ujung batangdigantungkan beban 30 N, makategangan pada tali adalah ...

6. Sebuah batang homogen yangmassanya 13 kg (g = 10 m/s2) danpanjang 13 m disandarkan padasebuah tembok tingginya 5 meter daritanah. Jika tembok licin, lantai kasar,dan batang dalam kesetimbangan,

maka koefisien gesekan antara lantaidengan ujung batang adalah …

7. Suatu sistem dirangkai seperti gambardi samping. Jika sistem dalam keadaansetimbang, maka besarnya gaya Fadalah …

8. Perhatikan gambar di samping! Seseorangnaik tangga homogen yang disandarkan pada dinding vertikal yang licin. Berat tangga 300 N dan berat orang700 N. Bila orang tersebut dapat naik sejauh 3 m sesaat sebelum tangga tersebut tergelincir, maka tentukan koefisien gesekan antara lantai dan tangga!

9. AC bermassa 40 kg dan panjangnya 3 m. Jarak tumpuan A dan B adalah 2 m( di B papan dapat berputar). Seoranganak (massa 25 kg) berjalan dari Amenuju ke C. Berapa jarak minimumanak dari titik C agar papan tetapsetimbang (ujung batang A hampirterangkat ke atas)…

10. Batang homogen AB bermassa 5 kg dan panjang 120 cm disandarkan padaanak tangga di titik C tanpa gesekanseperti gambar. Jika pada keadaantersebut batang tepat akan tergelincirmaka gaya normal pada titik C adalah ...

11. Sebuah batang homogen panjang 80 cm dan massanya 1,5 kg. Batang diputardengan poros terletak pada jarak 20 cm dari salah satu ujungnya. Besarmomentum inersia batang itu adalah ...

12. Sebuah bujur sangkar ABCD denganpanjang rusuk 20 √2 cm bekerja gayaF seperti pada gambar. Besarnyamomen gaya F pada titik A adalah ...

13. Sebuah silinder pejal yang massanya 10 kg dan jari-jari 20 cm menggelindingdengan kecepatan 8 m/s. Energi kinetik silinder itu adalah ...

14. Dari keadaan diam, benda tegar melakukan gerak rotasi dengan percepatan

60 cm

sudut 15 rad/s2. Titik A berada pada benda tersebut berjarak 10 cm darisumbu putar. Tepat setelah benda berotasi selama 0,4 sekon. A mengalamipercepatan total sebesar ....

15. Sistem katrol dengan dua buah bendam1 = 2 kg dan m2 = 6 kg dihubungkankatrol bermassa 4 kg seperti padagambar. Percepatan yang dialami bendam1 dan m2 adalah ....

16. Pada gambar di samping, massa balokA, beban B dan roda katrol berongga Cmasing-masing adalah 7 kg, 2 kg dan1 kg. Percepatan gravitasi = 10 m/s2.Tegangan tali T1 adalah ...

17. Sebuah silinder pejal bermassa 4 kg dan jari-jari 10 cm berada di atas bidang mendatar kasar. Silinder ditarik dengan gaya mendatar F = 60 N pada sumbunya, sehingga bergerak menggelinding. Tentukan:(a) percepatan linier, (b) percepatan anguler (sudut)(c) gaya gesek.

18. Seutas tali dililitkan pada sebuah katrol berbentuk silinder pejal bermassa M = 2 kg dan jari-jari R = 20 cm. Pada ujung-ujung tali diberi beban yang massanya masing-masing m1 = 4 kg dan m2 = 3 kg. Jika massa tali diabaikan, tentukan:(a) percepatan linier masing-masing benda(b) percepatan anguler katrol(c) gaya tegang tali pada m1 dan m2.

19. Sebuah roda pejal berbentuk penampang silinder berdiameter 60 cm diputar dengan kecepatan linier 20 m/s. Jika massa roda sebesar 4 kg. Tentukan besar energi kinetik rotasinya.

20. Sebuah kunci inggris memiliki panjang 50 cm diberi gaya sebesar 100 N

yang membentuk sudut 600 terhadap arah vertikal. Gambarkan dan tentukan besar torsi yang dihasilkan.