Dinamika Tikungan Dan Rotasi

8/15/2019 Dinamika Tikungan Dan Rotasi

1/16

DINAMIKA TIKUNGAN DAN ROTASIFisikastudycenter.com- Conto soa! dan "em#aasan dinamika $erak #enda "ada %a!an #er#entuk tikun$anme!in$kar atau seten$a me!in$kar di#aas di ke!as && SMA.

Mencaku" kece"atan maksimum yan$ dii%inkan untuk #enda 'se"erti mo#i! atau kendaraan( yan$ #er$erakme!in$kar "ada ti"e %a!an menikun$ kasar) tikun$an mirin$ !icin dan tikun$an mirin$ kasar.A. Rumus Kecepatan Maksimum Gerak Benda pada Beberapa Jenis Tikungan

Tipe 1 Tikungan Datar dan Kasar

Kece"atan maksimum yan$ di"er#o!ekan * roda kendaraan tidak s!i"+

den$an +

,maks kece"atan maksimum yan$ di"er#o!ekan 'm*s($ "erce"atan $raitasi #umi 'm*s/(0s ke1isien $esekan statisr %ari-%ari * radius tikun$an %a!an 'm (Tipe 2 Tikungan Miring dan Licin


den$an +,maks kece"atan maksimum yan$ di"er#o!ekan 'm*s($ "erce"atan $raitasi #umi 'm*s/(2 sudut kemirin$an %a!an terada" $aris mendatar

Tipe 3 Tikungan Miring dan Kasar


2/16


den$an +,maks kece"atan maksimum yan$ di"er#o!ekan 'm*s($ "erce"atan $raitasi #umi 'm*s/(2 sudut kemirin$an %a!an terada" $aris mendatar

B. Cnt! "a# dan $emba!asan

"a# %. 1

Se#ua mo#i! #er$erak "ada suatu tikun$an datar dan kasar. 3ika %ari-%ari tikun$an 45 m) koe1isien $esekan statis %a!an 5)6 dan "erce"atan $raitasi #umi 7)8 m*s/ tentukan kece"atan maksimum mo#i! saat #erada di tikun$anterse#ut9

$emba!asan

"a# %. 2

Untuk merancan$ se#ua tikun$an a$ar #isa di!a!ui den$an aman kendaraan yan$ me!a%u den$an kece"atan /5m*s den$an koe1isien $esekan %a!an 5)/4 tentukan %ari-%ari tikun$an terse#ut9 '$ &5 m*s/(

$emba!asan

"a# %. 3

Se#ua tikun$an mirin$ den$an %ari-%ari 65 m da"at di!a!ui den$an aman "ada kece"atan maksimum 4: km*%am "ada saat %a!an tertutu" sa!%u. Tentukan sudut kemirin$an %a!an terse#ut9

$emba!asan

An$$a" saat %a!an tertutu" sa!%u tidak ada $esekan antara %a!an dan roda kendaraan) 4: km*%am &4 m*s

"a# %. &Se#ua tikun$an mirin$ yan$ !icin memi!iki radius :5;6 m. 3ika kemirin$an #adan %a!an ada!a 65o dan "erce"atan $raitasi &5 m*s/ tentukan kece"atan maksimum yan$ dii%inkan saat me!a!ui tikun$an terse#ut9


3/16

$emba!asan

"a# %. '

m) koe1isien $esekan %a!an 5)/4 dan sudut kemirin$an %a!an ada!a 6?o@

$emba!asan

"a# %. (

Tikun$an mirin$ den$an %ari-%ari 45 m memi!iki "ermukaan %a!an yan$ kasar den$an koe1isien $esekan se#esar/*?. 3ika tikun$an dirancan$ da"at di!e=ati kendaraan den$an kece"atan maksimum &58 km*%am) tentukan sudutkemirin$an tikun$an terse#ut9

$emba!asan

3a!an mirin$ kasar) &58 km*%am 65 m*s

'Sekedar soa! ya)...%an$an #ayan$kan #anyak %a!an di#uat den$an kemirin$an :4o99(

C. $enurunan Rumus


4/16

Gaya-$aya yan$ #eker%a "ada mo#i! ada 6+&( $aya norma! atau N/( $aya #erat atau =) dimana nanti = m$6( $aya $esek atau 1) di sini $aya $eseknya ada!a $aya $esek statis

an$ka #erikutnya $aya norma! N kita uraikan men%adi kom"onen-kom"onennya) %u$a $aya $esek diuraikan

se"erti ter!iat "ada $am#ar #erikut.


5/16

Ga#un$kan "ersamaan & dan /) coret N dan m nya+

Atur !a$i yan$ #a$us

sin 2 * cos 2 tidak !ain ada!a tan 2 sein$$a

DINAMIKA ROTASIFisikastudycenter.com- Conto Soa! dan Bem#aasan Dinamika Rotasi) Materi Fisika ke!as / SMA.

Benekanan "ada kasus den$an "en$$unaan "ersamaan IE dan F ma) momen inersia 'si!inder dan #o!a "e%a!() kasus ner$i kinetik trans!asi-rotasi dan u#un$an-u#un$an antara #esaran $erak rotasi dan trans!asi.

"a# %. 1

Se#ua em#er #erikut isinya #ermassa m /5 k$ diu#un$kan den$an ta!i "ada se#ua katro! #er#entuk si!inder "e%a! #ermassa M &5 k$. m#er mu!a-mu!a ditaan da!am kondisi diam kemudian di!e"askan.


6/16

3ika %ari-%ari katro! /4 cm dan "erce"atan $raitasi #umi &5 m*s/ tentukan +a( "erce"atan $erak turunnya #enda m

#( "erce"atan sudut katro!c( te$an$an ta!i$emba!asan

a( "erce"atan $erak turunnya #enda m

Tin%au katro! +

'Bersamaan &(

Tin%au #enda m +

'Bersamaan /(

Ga#un$ & dan /+

#( "erce"atan sudut katro!

c( te$an$an ta!i


7/16

"a# %. 2

Dua #ua em#er diu#un$kan den$an ta!i dan katro! #er%ari-%ari &5 cm) ditaan da!am kondisi diam kemudiandi!e"as se"erti $am#ar #erikut9

3ika massa m& 4 k$ ) m/ 6 k$ dan massa katro! M : k$) tentukan +a( "erce"atan $erak em#er

#( te$an$an ta!i "ada em#er &c( te$an$an ta!i "ada em#er /

$emba!asan

a( "erce"atan $erak em#er Tin%au katro!

Tin%au em#er &

' Bersamaan / (

Tin%au em#er /

' Bersamaan 6 (

Ga#un$ / dan 6


8/16

' Bersamaan : (

Ga#un$ & dan :

#( te$an$an ta!i "ada em#er &Dari "ersamaan /

c( te$an$an ta!i "ada em#er /Dari "ersamaan 6

"a# %. 3

Se#ua katro! si!inder "e%a! den$an massa M : k$ #er%ari-%ari /5 cm diu#un$kan den$an dua #ua massa m& 4 k$ dan m/ 6 k$ m& 6 k$ dan m/ 4 k$ da!am kondisi tertaan diam kemudian di!e"askan.

3ika !antai di#a=a m& !icin ) tentukan "erce"atan $erak kedua massa9

$emba!asan

Tin%au katro! M

' Bersamaan & (

Tin%au m/

' Bersamaan / (


9/16

Tin%au m&

' Bersamaan 6 (

Ga#un$ / dan 6

' Bersamaan : (

"a# %. &

Se#ua si!inder "e%a! #ermassa &5 k$ #erada diatas "ermukaan yan$ kasar ditarik $aya F 45 N se"ertidi"er!iatkan $am#ar #erikut9

Tentukan "erce"atan $erak si!inder %ika %ari-%arinya ada!a :5 cm9

$emba!asan

Tin%au $aya-$aya "ada si!inder +

' Bersamaan & (


10/16

' Bersamaan / (

Ga#un$ & dan /

"a# %. '


11/16

"a# %. )

Bada $am#ar di #a=a roda katro! "e%a! C #er"utar me!e"askan diri dari !i!itan ta!i.

Massa roda C ada!a 655 $ram. 3ika "erce"atan $raitasi ada!a &5 m*s/) maka te$an$an ta!i T ada!a....A. & N


12/16

Dari $erak rotasi katro!

(Persamaan 2)

Ga#un$kan

Rumus %adi untuk kasus di atas ada!a

"a# %. *

Se#ua katro! #entuknya si!inder "e%a! den$an massa M : k$ ditarik den$an $aya F in$$a #erotasi den$an "erce"atan sudut se#esar 4 rad*s/.

3ika %ari-%ari katro! ada!a /5 cm) tentukan #esarnya $aya F terse#ut 9 Gunakan momen inersia katro! I &*/ Mr /

$emba!asanDataM : k$r /5 cm 5)/ mE 4 rad*s/

F H

Gaya yan$ #eker%a "ada katro! dan %araknya) $aya #erat =) tidak usa diikutkan) karena "osisinya te"at di "oros) %adi tidak men$asi!kan "utaran.


13/16

3um!a torsi '"erka!ian $aya den$an %araknya( arus sama den$an IE. Sein$$a

"a# %. +

Beratikan $am#ar se#ua roda "e%a! omo$en di #a=a9

Bada te"i roda di!i!itkan se#ua ta!i den$an $aya F > N. 3ika massa roda 4 k$ dan %ari-%arinya /5 cm) "erce"atan sudut roda terse#ut ada!a.....A. 5)&/ rad*s/

)5 rad*s/

. &/)5 rad*s/

$emba!asan

Data+M 4 k$r /5 cm /*&5 meter F > NE ....

Dari IE


14/16

"a# %. 1,

Se#ua si!inder "e%a! dan se#ua #o!a "e%a! men$$e!indin$ "ada suatu #idan$ mirin$ dari keadaan diam #ersamaan. Ketin$$ian #idan$ mirin$ ada!a meter.

a( Tentukan "er#andin$an ke!a%uan si!inder dan #o!a saat ti#a di dasar #idan$ mirin$. #( Manaka yan$ ti#a !e#i dau!u di dasar #idan$ mirin$ antara dua #enda terse#ut@$emba!asan

Se"erti soa! nomor 4) ke!a%uan saat di dasar #idan$.

den$an I nmr /) & dan / )

Coret sesama m dan r)

Di"ero!e rumus %adi untuk kasus ini+


15/16

Ditera"kan untuk mencari "er#andin$an !a%u si!inder dan !a%u #o!a) /$ dan sama) sein$$a tin$$a! "en$aru nsa%a. Untuk si!inder n &*/ dan untuk #o!a n /*4) diam#i! dari rumus momen inersia masin$-masin$. Sein$$aa( "er#andin$annya+

#( !a%u #o!a !e#i #esar dari !a%u si!inder) %adi sam"ai !e#i du!u."a# %. 11

Se#ua "artike! #ermassa 5)/ k$ #er$erak me!in$kar den$an kece"atan sudut teta" &5 rad*s. 3ika %ari-%ari!intasan "artike! 65 cm) maka momentum sudut "artike! itu ada!a....A. 5)75 k$ m/ s&

k$ m/ s&

$emba!asan

Data +m 5)/ k$J &5 rad*sr 65 cm 5)6 mMomentum sudut .....

Rumus Momentum sudut

dimana momentum sudut Jr &5'5)6( 6 m*s mr 5)/'6('5)6( 5)&8 k$ m/ s&

"a# %. 12

Seoran$ "enari #a!et #er"utar 6 "utaran*sekon den$an kedua tan$annya direntan$kan. Bada saat itu momeninersia "enari 8 k$ m/. Kemudian !en$annya dira"atkan sein$$a momen inersianya men%adi / k$ m/. Frekuensi

"utaran sekaran$ men%adi......A. &5 "utaran*sekon


16/16

. :8 "utaran*sekon(ebt 97)

$emba!asan

Data+J& 6 "utaran*s

I& 8 k$ m/

I/ / k$ m/

J/ .....

Den$an kekeka!an momentum sudut+

di"ero!e 1rekuensi sudut atau kece"atan sudut yan$ #aru+

Dinamika Tikungan Dan Rotasi

Documents

Transcript of Dinamika Tikungan Dan Rotasi