Sebuah benda berputar sebanyak 480 putaran setiap menit besarnya frekuensi benda tersebut adalah

You're Reading a Free Preview
Pages 4 to 6 are not shown in this preview.

Postingan ini membahas contoh soal kecepatan sudut dan kecepatan linear gerak melingkar beraturan yang disertai pembahasannya. Kecepatan sudut gerak melingkar menyatakan perbandingan antara perubahan sudut terhadap selang waktu. Kecepatan linear menyatakan panjang lintasan yang ditempuh persatuan waktu.

Rumus kecepatan sudut gerak melingkar:
ω = atau ω = 2 π f. Rumus kecepatan linear gerak melingkar:

v = atau ω = 2 . π . f . R

v = ω R

Keterangan:

• ω = kecepatan sudut [rad/s]
• v = kecepatan linear [m/s]
• T = periode [s]
• f = frekuensi [Hz]
• R = jari-jari [m]

Untuk lebih jelasnya perhatikan contoh soal kecepatan sudut dan kecepatan linear dibawah ini.

Contoh soal 1

Diketahui sebuah benda bergerak melingkar beraturan dengan jari-jari 1,0 m. Jika periode benda adalah 0,5 s maka kecepatan sudut benda itu adalah…

Pembahasan / penyelesaian soal

Pada soal ini diketahui:

Maka kecepatan sudut benda dihitung dengan rumus dibawah ini:

→ ω = = = 4 π rad/s

Jadi soal ini jawabannya D.

Contoh soal 2

Sebuah kipas angin berjari-jari 10 cm berputar dengan frekuensi 16 Hz. Kecepatan sudut kipas angin adalah…

Pembahasan / penyelesaian soal

Soal ini dijawab dengan rumus sebagai berikut:

→ ω = 2π f = 2π . 16 Hz = 32π rad/s

Soal ini jawabannya C.

Contoh soal 3

Diketahui sebuah roda berputar melingkar beraturan dengan 7200 RPM. Kecepatan sudut roda tersebut adalah…

Pembahasan / penyelesaian soal

RPM menunjukkan rotasi per menit. Jadi pada soal ini diketahui:

• n = 7200
• t = 1 menit = 60 s

Cara menghitung kecepatan sudut roda sebagai berikut:

→ f = = = 120 Hz.
→ ω = 2 π f = 2 π 120 Hz = 240 π rad/s

Jadi soal ini jawabannya E.

Contoh soal 4

Sebuah roda bergerak melingkar dengan kecepatan sudut 0,5 π rad/s. Dalam waktu 1 menit roda berputar sebanyak …

Pembahsan / penyelesaian soal

Pada soal ini diketahui:

• ω = 0,5π rad/s
• t = 1 menit = 60 s

Untuk menjawab soal ini kita hitung terlebih dahulu frekuensi roda dengan cara dibawah ini:

→ f = = = 0,25 Hz. Selanjutnya kita hitung banyak putaran dengan rumus:

→ f =

→ n = f . t = 0,25 Hz . 60 s = 15 kali.

Soal ini jawabannya E.

Contoh soal 5

Sebuah benda bergerak melingkar beraturan dengan kecepatan sudut 50π rad/s. Frekuensi putaran gerak benda adalah…

Pembahasan / penyelesaian soal

Rumus untuk menjawab soal ini sebagai berikut:

→ f = = = 25 Hz

Soal ini jawabannya A.

Contoh soal 6

Diketahui periode benda yang bergerak melingkar beraturan adalah 0,5 s. Jika jari-jari putaran 0,6 m maka kecepatan linear benda adalah…

Pembahasan / penyelesaian soal

Pada soal ini diketahui:

Maka kecepatan linear dihitung dengan rumus dibawah ini:

→ v = = = 2,4π m/s

Soal ini jawabannya D.

Contoh soal 7

Diketahui sebuah roda berputar dengan frekuensi 4 Hz. Jika jari-jari putaran 25 cm maka kelajuan linear sebuah titik ditepi roda tersebut adalah…

Pembahasan / penyelesaian soal

Untuk menjawab soal ini kita gunakan rumus sebagai berikut:

→ v = 2π R . f = 2 . π . 0,25 m . 4 Hz = 2π m/s

Jadi soal ini jawabannya D.

Contoh soal 8

Sebuah roda berputar dengan kecepatan sudut 10 rad/s. Jika jari-jari roda 0,5 m maka kecepatan linear roda adalah…

Pembahasan / penyelesaian soal

Cara menjawab soal ini sebagai berikut:

• v = ω R
• v = 10 rad/s . 0,5 m = 5 m/s

Jadi soal ini jawabannya A.

Contoh soal 9

Baling-baling kipas angin berjari-jari 20π-1 cm mampu berputar sebanyak 4 kali dalam 1 detik. Kecepatan linear ujung baling-baling adalah…

Pembahasan / penyelesaian soal

Cara menjawab soal ini sebagai berikut:

→ f = = = 4 Hz
→ v = 2 π f . R = 2π . 4 Hz . 20π-1 cm = 160 cm/s = 1,6 m/s

Soal ini jawabannya C.

Contoh soal 10

Sebuah roda berputar pada 300 rpm. Jika jari-jari roda 2 m maka kelajuan linear adalah…

Pembahasan / penyelesaian soal

→ f = = 5 Hz
→ v = 2π f . R = 2π 5 Hz . 2 m = 20π m/s

Soal ini jawabannya B.

1.    Sebuah mesin berputar 120 putaran per menit. Periode mesin tersebut adalah...

Pembahasan:

Diketahui:  n = 120 putaran

                               t = 1 menit = 60 sekon

Ditanya: T = ...

Jawab:

T = t/n

   = 60 sekon/120

   = 0,5 sekon

2.    Sebuah mesin berputar sebanyak 1.200 putaran dalam 5 menit. Frekuensi mesin adalah...

Pembahasan:

Diketahui:  n = 1200 putaran

                 t = 5 menit = 5 . 60 sekon = 300 sekon

Ditanya: f = ...

Jawab: 

f = n/t

   = 1200/300 s

   = 4 Hz

3.    Periode benda yang bergerak melingkar beraturan dengan jari-jari 1,0 m adalah 0,5 s. Kecepatan sudut benda itu adalah...

Pembahasan:

Diketahui:  r = 1,0 m

                T = 0,5 s

Ditanya: ω = ...

Jawab: 

ω = 2π/T

    = 2π / 0,5 s

    = 4π rad/s

4.    Sebuah roda melakukan gerak melingkar dengan menunjukkan angka 7200 rpm. Berarti kecepatan sudutnya adalah...

Pembahasan:

Diketahui: f = 7200 rpm = 7200 / 60 s = 120 Hz

Ditanya: ω = ...

Jawab:

ω = 2πf

    = 2  . 120 Hz  

    = 240π rad/s

5.   

Sebuah benda bermassa 1 kg berputar dengan kecepatan sudut 120 rpm. Jika jari-jari putaran benda adalah 2 meter tentukan percepatan sentripetal gerak benda tersebut !

Pembahasan

Diketahui : ω = 120 rpm = 4π rad/s

                 r = 2 meter

                m = 1 kg

Ditanya :  asp = ...?
 

jawab :
 

asp = V2/r = ω2 r
asp = [4π]2 [2]

     = 32π2 m/s2

6.   

Gaya sentripetal yang bekerja pada sebuah benda bermassa 1 kg yang sedang bergerak melingkar beraturan dengan jari-jari lintasan sebesar 2 m dan kecepatan 3 m/s adalah....?

Pembahasan

Diketahui : m = 1 kg

                 r = 2 meter

                V = 3 m/s

Ditanya : Fsp = ....?

Fsp = m [ V2/r ]
Fsp = [1][ 32/2 ]

     = 4,5 N

7.   

Sebuah partikel bergerak melingkar dengan kecepatan sudut sebesar 4 rad/s selama 5 sekon. Tentukan besar sudut yang ditempuh partikel!

Pembahasan 

     Soal di atas tentang Gerak Melingkar Beraturan. Untuk mencari sudut tempuh gunakan rumus : 

     θ = ωt
θ = [4][5] = 20 radian.

8.   

Sebuah benda bergerak melingkar dengan percepatan sudut 2 rad/s2. Jika mula-mula benda diam, tentukan : a] Kecepatan sudut benda setelah 5 sekon b] Sudut tempuh setelah 5 sekon

Pembahasan

 

     Data :
α = 2 rad/s2
ωo = 0 t = 5 sekon

     Soal tentang Gerak Melingkar Berubah Beraturan

a] ωt = ωo + αt

ωt = [0] + [2][5] = 10 rad/s

b] θ = ωot + 1/2 αt2

θ = [0][5] + 1/2 [2][5]2

9.   

Sebuah benda tegar berputar dengan kecepatan sudut 10 rad/s. Kecepatan linear suatu titik pada benda berjarak 0,5 m dari sumbu putar adalah...

Pembahasan:
 

Diketahui: ω = 10 rad/s r = 0,5 m

Ditanya: v = ...
 

Jawab:
 

v = ω . r = 10 rad/s . 0,5 m = 5 m/s.

10.

Kecepatan sudut sebuah benda yang bergerak melingkar adalah 12 rad/s. Jika jari-jari putarannya 0,5 meter, maka kecepatan linear benda tersebut adalah...

Pembahasan
 

Kecepatan linear benda [v]:
 

v = ω . r

   = 12 rad/s . 0,5 m

   = 6 m/s

11.

Sebuah roda berputar pada 300 rpm. Maka kelajuan linear dari suatu titik yang berjarak 2 m dari pusat roda adalah...

Pembahasan
 

Frekuensi roda [f]: f = 300 rpm = 5 Hz

Kecepatan sudut gerinda [ω]
 

ω = 2π . f = 2 5 Hz = 10 rad/s

Kecepatan linear gerinda [v]:
 

v = ω . r

  = 10π rad/s . 2 m

//www.johanakhmadin.web.id/2015/11/contoh-soal-kecepatan-linear-gerak-melingkar-dan-pembahasannya.html#.WInJXUa55_k

//fisikastudycenter.com/fisika-x-sma/3-gerak-melingkar