Soal Dan Pembahasan Fisika Momen Gaya Dan Momen Inersia

بِسْــــــــــــــــمِ اﷲِالرَّحْمَنِ اارَّحِيم

الحمد لله رب العالمين, وصلاة والسلام على أشرف المرسلين. أما بعد :

Soal No. 1
Empat buah gaya masing-masing :
F₁ = 10 N
F₂ = 10 N
F₃ = 10 N
F₄ = 10 N
dan panjang AB = BC = CD = DE = 1 meter



Dengan mengabaikan berat batang AE, tentukan momen gaya yang bekerja pada batang dan arah putarannya jika:
a) poros putar di titik A
b) poros putar di titik D

Pembahasan
a) poros putar di titik A



Putaran searah jarum jam.

b) poros putar di titik D



Putaran berlawanan arah dengan jarum jam
Soal No. 2
Batang AB = 2 meter dengan poros titik A dengan gaya F sebesar 12 N membentuk sudut 60°.



Tentukan besar momen gaya yang terjadi pada batang AB.

Pembahasan
Beberapa cara biasa dipakai diantaranya:
τ = F d sin α
τ = 12 (2) sin 60°
τ = 12 (2)(1/2 √3) = 12√3 Nm
Soal No. 3
Batang AC = 4 meter dengan poros titik A dengan gaya F₁ sebesar 20 N dan F₂ sebesar 12 N. Sudut-sudut ditunjukkan gambar berikut:



Jika titik B berada di tengah batang AC, tentukan besar momen gaya yang terjadi pada batang AC, dalam kasus ini massa batang diminta untuk diabaikan.

Pembahasan
Momen gaya dengan poros di titik A:
τ = F1 AC sin 60° − F2 AB sin 60°
τ = 20 (4) (1/2 √3) − 12 (2) (1/2 √3)
τ = 28√3 Nm

Soal No. 4
Susunan 3 buah massa titik menyerupai gambar berikut!



Jika m₁ = 1 kg, m₂ = 2 kg dan m₃ = 3 kg, tentukan momen inersia sistem tersebut bila diputar berdasarkan :
a) poros P
b) poros Q

Pembahasan
a) poros P



b) poros Q

Soal No. 5
Bola A bermassa = 60 gram dan bola B = 40 gram dihubungkan batang AB (massanya diabaikan).



Jika kedua bola diputar dengan sumbu putar di P maka momen inersia sistem adalah….
A. 12,25 .10 ^–4 kg m²
B. 13,50 .10 ^–4 kg m²
C. 14,50 .10 ^–4 kg m²
D. 15,50 .10 ^–4 kg m²
E. 16,25 .10 ^–4 kg m²
(Momen Inersia - UN Fisika 2013)
Pembahasan

Momen inersia di titik dengan sumbu putar di p



Soal No. 6
Sebuah tongkat yang panjangnya 40 cm menerima tiga gaya yang sama besarnya 10 newton menyerupai pada gambar.



Jika tongkat diputar di titik C, tentukan momen gaya total!
Pembahasan
Momen gaya dengan sentra C, misal searah jarum jam diberi tanda (−) dan berlawanan arah jarum jam tanda (+).

Sumber: fisikastudycenter.com

Sumber http://fisika-indonesia.blogspot.com