CONTOH SOAL DINAMIKA ROTASI MENENTUKAN MOMEN GAYA - Gudang Ilmu - Hallo sahabat Gudang Ilmu, Pada Artikel yang anda baca kali ini dengan judul CONTOH SOAL DINAMIKA ROTASI MENENTUKAN MOMEN GAYA - Gudang Ilmu, kami telah mempersiapkan artikel ini dengan baik untuk anda baca dan ambil informasi didalamnya. mudah-mudahan isi postingan Artikel CONTOH DINAMIKA ROTASI, Artikel CONTOH SOAL FISIKA, yang kami tulis ini dapat anda pahami. baiklah, selamat membaca.

Judul : CONTOH SOAL DINAMIKA ROTASI MENENTUKAN MOMEN GAYA - Gudang Ilmu
link : CONTOH SOAL DINAMIKA ROTASI MENENTUKAN MOMEN GAYA - Gudang Ilmu

CONTOH SOAL DINAMIKA ROTASI MENENTUKAN MOMEN GAYA - Gudang Ilmu

Edutafsi.com - Tiga buah gaya bekerja pada sebuah batang yang sangat ringan yang panjangnya 140 cm. Gaya F₁ sebesar 20 N bekerja pada ujung kiri batang dengan arah ke atas, F₂ sebesar 10 N bekerja ke arah bawah pada bagian batang yang berjarak 100 cm dari ujung kanan batang, dan F₃ sebesar  40 N bekerja ke arah bawah pada ujung kanan batang (Lihat gambar pembahasan). Besar momen gaya yang menyebabkan batang berotasi pada pusat massanya adalah ....
A. 40 Nm
B. 39 Nm
C. 28 Nm
D. 14 Nm
E. 12 Nm

Pembahasan :
Dik : F₁ = 20 N, F₂ = 10 N, F₃ = 40 N, L = 140 cm
Dit : τ = ... ?

Untuk menyelsaikan soal ini, Sobat Tafsi harus memahami kembali konsep momen gaya atau torsi. Torsi dibahas dalam bab dinamika rotasi.

Sebenarnya, prinsip momen gaya (τ) hampir sama dengan gaya (F).

Hanya saja, gaya menyebabkan percepatan pada gerak lurus sedangkan momen gaya menyebabkan percepatan pada gerak rotasi.

Secara matematis, momen gaya atau torsi dapat diartikan sebagai hasil kali gaya dengan panjang lengan momen gaya.

τ = F . d

Keterangan :
τ = momen gaya (N.m)
F = gaya yang bekerja pada benda (N)
d = panjang lengan momen (m).

Panjang lengan momen diukur dari titik pusat rotasi sehingga panjang lengan momen bergantung pada letak gaya dan letak sumbu rotasinya.

Rumus momen gaya di atas hanya berlaku untuk gaya yang bekerja pada benda dengan arah tegak lurus terhadap lengan momen.

Secara umum perjanjian tanda pada momen gaya adalah sebagai berikut:
1). τ bernilai positif jika benda berputar searah jarum jam
2). τ bernilai negatif jika benda berputar berlawanan arah jarum jam.

Nah, pada soal, ketiga gayanya bekerja dengan arah tegak luru terhadap lengan momen. Jadi, kita bisa terapkan rumus di atas.

Poin penting yang perlu Sobat Tafsi perhatikan adalah penentuan panjang lengan momennya. Untuk itu perhatikan gambar soal berikut ini.

Pada soal disebutkan panjang batang adalah 140 cm. Jika batang berotasi pada pusat massanya, maka letak titik putarnya adalah di tengah-tengah batang.

Kenapa di tengah batang? Karena untuk benda berbentuk batang homogen, pusat massanya berada di tengah-tengah batang.

Pada gambar di atas, pusat rotasinya kita misalkan titik O.

Nah, pada gambar soal juga dijelaskan bahwa jarak antara F₂ dan F₃ adalah 100 cm. Berarti, jarak antara F₁ dan F₂ adalah 40 cm.

Sekarang, mari kita hitung lengan momen untuk masing-masing gaya. Ingat, panjang lengan dihitung dari pusat rotasi.

Untuk gaya F₁, panjang lengannya adalah:
⇒ d₁ = L/2
⇒ d₁ = 140/2
⇒ d₁ = 70 cm
⇒ d₁ = 0,7 m

Untuk gaya F₂, panjang lengannya adalah:
⇒ d₂ = d1 - 40
⇒ d₂ = 70 - 40
⇒ d₂ = 30 cm
⇒ d₂ = 0,3 m

Untuk gaya F₃, panjang lengannya adalah:
⇒ d₃ = L/2
⇒ d₃ = 140/2
⇒ d₃ = 70 cm
⇒ d₃ = 0,7 m

Langkah berikutnya, kita hitung momen gaya dari masing-masing gaya.

Untuk gaya F₁, momen gayanya adalah:
⇒ τ₁ = F₁ . d₁
⇒ τ₁ = 20 . (0,7)
⇒ τ₁ = 14 N.m

Untuk gaya F₂, momen gayanya adalah:
⇒ τ₂ = F₂ . d₂
⇒ τ₂ = 10 . (0,3)
⇒ τ₂ = 3 N.m

Untuk gaya F₃, momen gayanya adalah:
⇒ τ₃ = F₃ . d₃
⇒ τ₃ = 40 . (0,7)
⇒ τ₃ = 28 N.m

Momen gaya total yang menyebabkan batang berputar dapat dihitung dengan rumus:
⇒ τ = τ₁ + τ₂ + τ₃

Nah, pada tahap ini, Sobat Tafsi harus memperhatikan arah putaran yang disebabkan oleh masing-masing momen gaya.

Adapun arah putaran masing-masing momen gaya adalah:
1). τ₁ memutar batang searah jarum jam (+)
2). τ₂ memutar batang berlawanan arah jarum jam (-)
3). τ₃  memutar batang searah jarum jam (+)

Nah, sesuai dengan perjanjian tanda di atas, maka momen gaya totalnya adalah:
⇒ τ = τ₁ - τ₂ + τ₃
⇒ τ = 14 - 3 + 28
⇒ τ = 39 N.m

Jadi, besar momen gaya yang menyebabkan batang berotasi pada pusat massanya adalah 39 N.m.

Nah, karena hasilnya positif, maka batang berputar searah jarum jam.

Jawaban : B

Demikian pembahasan contoh soal tentang dinamika rotasi, yakni menentukan besar momen gaya yang bekerja pada batang di pusat massanya.

Jika pembahasan ini bermanfaat, bantu edutafsi membagikannya kepada teman-teman Kalian melalui tombol share yang tersedia. Terimakasih.

Demikianlah Artikel CONTOH SOAL DINAMIKA ROTASI MENENTUKAN MOMEN GAYA - Gudang Ilmu

Sekianlah artikel CONTOH SOAL DINAMIKA ROTASI MENENTUKAN MOMEN GAYA - Gudang Ilmu kali ini, mudah-mudahan bisa memberi manfaat untuk anda semua. baiklah, sampai jumpa di postingan artikel lainnya.

Anda sekarang membaca artikel CONTOH SOAL DINAMIKA ROTASI MENENTUKAN MOMEN GAYA - Gudang Ilmu dengan alamat link https://dewokganteng.blogspot.com/2019/02/contoh-soal-dinamika-rotasi-menentukan.html

Tweet