10 Soal Momen Inersia

 

Momen Inersia 1. Momen inersia sebuah benda yang berotasi terhadap titik tetap dipengaruhi oleh ….  ….   A. B. C. D. E.

massa benda  volume benda massa jenis benda percepatan sudut rotasi kecepatan sudut awal

A. B. C. D. E.

6 kg.m2  18 kg.m2  36 kg.m2  54 kg.m2  72 kg.m2 

4.Perhatikan gambar di bawah ini!

2.Dua bola masing-masing massanya m1 = 2 kg dan m2 = 3 kg dihubungkan dengan batang ringan tak bermassa seperti pada gambar.

Tiga buah partikel dengan massa m, 2m, dan 3m dipasang pada ujung kerangka yang massanya diabaikan. Sistem terletak pada  xy  bidang . Jika momen sistem diputar sumbu y  maka inersia terhadap sistem adalah ….   ….

Jika sistem bola diputar pada sumbu di titik a,  besar momen inersia sistem bola adalah ….  ….  A. B. C. D. E.

0,24 kg.m2  0,27 kg.m2  0,30 kg.m2  0,31 kg.m2  0,35 kg.m2 

A. B. C. D. E.

5 ma  7 ma  5 ma2  6 ma2  7 ma2 

5.Batang AB massanya 2 kg diputar melalui ujung A ternyata momen inersianya inersian ya 8 kg.m2.

3.Dua bola dihubungkan dengan kawat yang  panjangnya 6 m seperti pada gambar. gambar.

Bila diputar melalui pusat O (AO = OB), momen inersianya menjadi ….  ….  Massa kawat diabaikan dan kedua bola diputar dengan sumbu putar tegak lurus kawat ka wat  pada benda m1. Besar momen inersia sistem adalah ….  …. 

A. B. C. D. E.

2 kg.m2  4 kg.m2  8 kg.m2  12 kg.m2  16 kg.m2 

 

6. Perhatikan gambar di bawah.

Empat partikel, masing-masing bermassa 4m (berjarak r dari pusat), 3m (berjarak r dari  pusat), 2m (berjarak 2r dari pusat), 2m (berjarak r dari pusat). Sistem terletak pada  bidang xy. Jika sistem diputar terhadap sumbu x, maka momen inersia sistem adalah…   adalah… A. 5 m r   B. 7 m r C. 5 m r 2  2

D. 6 m r 2   E. 7 m r   

Besaran vector yang merupakan hasil 7.  perkalian antara gaya dengan jarak lengan gaya disebut…  disebut…  a. momen inersia b. momen gaya c. momentum sudut d. rotasi benda tegar e. momentum linier

 

 

 

FLUIDA STATIS ( CONTOH SOAL DAN JAWABAN )

1. Sebuah kursi kursi bermassa 8 kg memiliki empat kaki. Luas penampang penampang tiap kaki 3 x 10-3 m2. Berapakah tekanan kursi terhadap lantai? Penyelesaian: Dik: m = 8 kg A 1 kaki = 3 x 10-3 m2, maka A 4 kaki = 12 x 10-3 m2  Dit: p = ...? Jawab: F = m . g = 8 . 10 = 80 N

P = F / A = 80 N / 12 x 10 -3 m2 = 6,67 x 103 N/m2 = 6,67 x 103 Pa 2. Sebuah botol bermassa bermassa 1,2 kg berada di atas meja. Berapa tekanan botol terhadap meja  jika diameter alas botol 8 cm? (g = 10 m/s2)

Penyelesaian: Dik: m = 1,2 kg d alas botol = 8 cm g = 10 m/s2  Dit: p Dit:  p =…..?  =…..?  Jawab: F = m.g F = (1,2) (10) = 12 N Jari-jari r = d / 2 = 8 / 2 = 4 cm = 0,04 m

 

3. Sebuah tabung yang luas dasarnya 25 cm3, dimasukkan 5000 cm3 air ke dalamnya. Berapa besarnya tekanan hidrostatik pada dasar tabung? Penyelesaian: Dik: A = 25 cm3 , V = 5 x 103 cm3  Dit: p Dit:  p =…..?  =…..?  Jawab:

4.

Pipa U diisi dengan air raksa dan cairan minyak minyak seperti terlihat pada gambar!

Jika ketinggian minyak h2 adalah 27 cm, massa jenis minyak 0,7 gr/cm 3 dan massa jenis Hg adalah 13,6 gr/cm3 tentukan ketinggian air raksa (h 1)! Penyelesaian:

 

  5.

Perhatikan gambar dibawah ini!

Sebuah pipa U mula-mula berisi air (massa jenis air 103 kg/m3), kemudian pada salah satu kakinya diisi minyak setinggi 10 cm hingga selisih permukaan air pada kedua kaki 8 cm. Berapa massa jenis minyak? Penyelesaian:

 

  6.

Perhatikan gambar dibawah ini!

Sebuah pipa bejana U berisi air (massa jenis air 1 g/cm 3) dan air raksa (massa jenis air raksa 13,6 g/cm3). Berapa tinggi kolam air supaya ketinggian perbedaan tinggi permukaan kedua fluida itu 3,5 cm? Penyelesaian:

 

  7. Apabila sebuah kapal selam menyelam sedalam 100 m, berapa besar tekanan yang dialami kapal selam tersebut (massa jenis air laut = 1,03 g/cm3). Penyelesaian: Dik: h = 100 m massa jenis air laut = 1,03 g/cm 3 = 1,03 x (10-3/10-6) = 1030 kg/ m 3  Dit: Ph = ...? Jawab:

8. Sebuah penekan hidrolik mempunyai penampang berbentuk lingkaran dengan jari-jari  pengisap kecil dan besar masing-masing 5 cm dan 40 cm. Jika pada pengisap kecil dikerjakan gaya 200 N, berapa gaya yang dihasilkan pada pengisap besar? Penyelesaian: Dik: r 1 = 5 cm r 2 = 20 cm F1 = 200 N

 

Dit: F2 =…..? =…..?   Jawab:

9. Gaya sebesar 5 N pada pada pegisap pegisap yang yang kecil dari suatu pompa pompa hidrolik dapat mengangkat  beban yang beratnya 300 300 N pada pengisap yang besar. Jika pengisap yang yang kecil  berpenampang 200 cm2, berapakah luas penampang pengisap yang besar? Penyelesaian: Dik: F1 = 5 N F2 = 300 N A1 = 200 cm2  Dit: A2 = ... ? Jawab:

10. Batang jarum yang panjangnya 5 cm diletakkan perlahan-lahan diatas permukaan air. Apabila tegangan permukaan air 8 x 10-2 N/m, berapa besarnya gaya pada permukaan tersebut? Penyelesaian:

 

1. Gas ideal berada dalam wadah tertutup pada mulanya mempunyai tekanan P dan volume V. Apabila tekanan gas dinaikkan menjadi 4 kali semula dan volume gas tetap maka  perbandingan  perbanding an energi kinetik awal dan energi kinetik akhir gas adalah…  adalah…   Pembahasan Diketahui : Tekanan awal (P1) = P Tekanan akhir (P2) = 4P Volume awal (V1) = V Volume akhir (V2) = V Ditanya : Perbandingan energi kinetik awal dan energi kinetik akhir (EK 1 : EK 2) Jawab : Hubungan antara tekanan (P), volume (V) dan energi kinetik (EK) gas ideal :

Perbandingan energi kinetik awal dan energi kinetik akhir :

2. Tentukan energi kinetik translasi rata-rata molekul gas pada suhu 57 oC! Pembahasan Diketahui : Suhu gas (T) = 57oC + 273 = 330 Kelvin Konstanta Boltzmann (k) = 1,38 x 10-23 Joule/Kelvin Ditanya : Energi kinetik translasi rata-rata Jawab : Hubungan antara  antara energi kinetik dan suhu gas  gas  : Energi kinetik translasi rata-rata :

 

3. Suatu gas bersuhu 27oC berada dalam suatu wadah tertutup. Agar energi kinetiknya meningkat menjadi 2 kali energi kinetik semula maka gas harus dipanaskan hingga mencapai suhu… suhu…   Pembahasan Diketahui : Suhu awal (T1) = 27oC + 273 = 300 K Energi kinetik awal = EK Energi kinetik akhir = 4 EK Ditanya : Suhu akhir (T2) Jawab :

Suhu akhir gas adalah 600 K atau 327oC. 4. Suatu gas ideal berada di dalam ruang tertutup. Gas ideal tersebut dipanaskan hingga kecepatan rata-rata partikel gas meningkat menjadi 3 kali kecepatan awal. Jika suhu awal gasadalah 27oC, maka suhu akhir gas ideal tersebut adalah…  adalah…  Pembahasan Diketahui : Suhu awal = 27oC + 273 = 300 Kelvin Kecepatan awal = v Kecepatan akhir = 2v Ditanya : Suhu akhir gas ideal Jawab

 

  Kecepatan rata-rata akhir = 2 x Kecepatan rata-rata awal

5. Tiga mol gas berada di dalam suatu ruang bervolume 36 liter. Masing-masing Masi ng-masing 21 molekul gasmempunyai energi kinetik 5 x 10 – 21  Joule. Konstanta gas umum = 8,315 J/mol.K dan konstanta Boltzmann = 1,38 1,38 x 10-23 J/K. Hitung tekanan gas dalam ruang tersebut! Pembahasan Diketahui : Jumlah mol (n) = 3 mol Volume = 36 liter = 36 dm 3 = 36 x 10-3 m3  Konstanta Boltzmann (k) = 1,38 x 10-23 J/K 21 Energi kinetik (EK) = 5 x 10 – 21  Joule Konstanta gas umum (R) = 8,315 J/mol.K Ditanya : tekanan gas (P)

 

Jawab : Hitung suhu (T) menggunakan rumus energi kinetik gas dan suhu :

Hitung tekanan gas menggunakan rumus hukum Gas Ideal (dalam jumlah mol, n) :

6. Suatu gas ideal dalam ruang tertutup yang suhunya 27° C memiliki energi kinetik partikel sebesar 150 J. Jika energi kinetiknya 300 J, maka tentukanlah suhu gas sekarang! Diketahui : T1 = 27° C = 27 + 273 = 300 K Ek 1= 150 150 J , Ek  Ek 2= 300 J Ditanyakan: T2 = .... ?

7. Setetes raksa berbentuk bola memiliki jari-jari, r = 0,4 mm. Berapa banyak atom raksa dalam tetesan tersebut jika diketahui Mr raksa = 202 kg/kmol dan massa jenis raksa ρ = 13.600 kg/m 3?

 

  Jawab 

Diketahui: r = 0,4 mm, Mr = 202 kg/kmol, dan ρ = 13.600 kg/m3.

Banyak atom raksa :  – 5

23

19

 N = n NA = (1,78 × 10 ) (6,02 × 10 ) = 1,07 × 10  atom.

8. Sebuah silinder mengandung 20 liter gas pada tekanan 2,5 × 106Pa. Keran yang ada pada silinder dibuka sampai tekanannya turun menjadi 2,0 × 106 Pa, kemudian keran ditutup. Jika suhu dijaga tetap, berapakah volume gas yang dibebaskan pada atmosfer bertekanan 1 × 105 Pa?

Jawab 

Diketahui pada keadaan awal: V 1 = 20 L = 20 × 10 – 3 m3 dan p1 = 2,5 × 106 Pa

Keadaan akhir: V 2 = volume semestinya dan p2 = 2,0 × 106 Pa.

 

 

Dengan demikian,volume gas yang dibebaskan sebesar 100 L

 

 

PENGAYAAN FISIKA

OLEH: WAHYU KURNIA XII.IPA

GURU PEMBIMBING LIDARMIYATI, LIDARMI YATI, S.Pd

SMAN 3 SIJUNJUNG TAHUN PELAJARAN 2018/2019