Sedangkan perpindahan titik B terhadap pengamat luar adalah. Maka perpindahan partikel menurut pengamat luar adalah

dokumen-dokumen yang mirip
Gambar 7.1 Sebuah benda bergerak dalam lingkaran yang pusatnya terletak pada garis lurus

Kinematika Gerak KINEMATIKA GERAK. Sumber:

KINEMATIKA. Fisika. Tim Dosen Fisika 1, ganjil 2016/2017 Program Studi S1 - Teknik Telekomunikasi Fakultas Teknik Elektro - Universitas Telkom

Diferensial Vektor. (Pertemuan III) Dr. AZ Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Brawijaya

GERAK ROTASI. Hoga saragih. hogasaragih.wordpress.com

4 I :0 1 a :4 9 1 isik F I S A T O R A IK M A IN D

K 1. h = 0,75 H. y x. O d K 2

1. (25 poin) Sebuah bola kecil bermassa m ditembakkan dari atas sebuah tembok dengan ketinggian H (jari-jari bola R jauh lebih kecil dibandingkan

Gerak Melingkar Pendahuluan

Fisika Dasar 9/1/2016

DEPARTMEN IKA ITB Jurusan Fisika-Unej BENDA TEGAR. MS Bab 6-1

GERAK MELINGKAR BERATURAN

Kinematika. 1 Kinematika benda titik: posisi, kecepatan, percepatan

Dinamika Rotasi, Statika dan Titik Berat 1 MOMEN GAYA DAN MOMEN INERSIA

KINEMATIKA GERAK 1 PERSAMAAN GERAK

(translasi) (translasi) Karena katrol tidak slip, maka a = αr. Dari persamaan-persamaan di atas kita peroleh:

1/32 FISIKA DASAR (TEKNIK SIPIL) KINEMATIKA. menu. Mirza Satriawan. Physics Dept. Gadjah Mada University Bulaksumur, Yogyakarta

Saat mempelajari gerak melingkar, kita telah membahas hubungan antara kecepatan sudut (ω) dan kecepatan linear (v) suatu benda

Fisika Umum (MA101) Kinematika Rotasi. Dinamika Rotasi

Hak Cipta Dilindungi Undang-undang SOAL UJIAN SELEKSI CALON PESERTA OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2016 TINGKAT KABUPATEN / KOTA FISIKA.

S M A 10 P A D A N G

GERAK BENDA TEGAR. Kinematika Rotasi

SOAL DINAMIKA ROTASI

Karena hanya mempelajari gerak saja dan pergerakannya hanya dalam satu koordinat (sumbu x saja atau sumbu y saja), maka disebut sebagai gerak

SOAL SELEKSI OLIMPIADE SAINS TINGKAT KABUPATEN/KOTA 2015 CALON TIM OLIMPIADE FISIKA INDONESIA 2016

FISIKA GERAK MELINGKAR BERATURAN

Pembahasan a. Kecepatan partikel saat t = 2 sekon (kecepatan sesaat) b. Kecepatan rata-rata partikel saat t = 0 sekon hingga t = 2 sekon

BAB KINEMATIKA DENGAN ANALISIS VEKTOR

Bab 6 Momentum Sudut dan Rotasi Benda Tegar

GERAK LURUS Standar Kompetensi Menerapkan konsep dan prinsip dasar kinematika dan dinamika benda titik.

MATERI PELATIHAN GURU FISIKA SMA/MA

momen inersia Energi kinetik dalam gerak rotasi momentum sudut (L)

r = r = xi + yj + zk r = (x 2 - x 1 ) i + (y 2 - y 1 ) j + (z 2 - z 1 ) k atau r = x i + y j + z k

BENDA TEGAR FISIKA DASAR (TEKNIK SISPIL) Mirza Satriawan. menu. Physics Dept. Gadjah Mada University Bulaksumur, Yogyakarta

Fisika Umum Suyoso Kinematika MEKANIKA

VEKTOR. Besaran skalar (scalar quantities) : besaran yang hanya mempunyai nilai saja. Contoh: jarak, luas, isi dan waktu.

Gerak rotasi: besaran-besaran sudut

Berdasarkan lintasannya, benda bergerak dibedakan menjadi tiga yaitu GERAK MELINGKAR BERATURAN

θ t = θ t Secara grafik θ-t : kecepatan sudut dapat ditentukan menggunakan tangen sudut kemiringan grafik terhadap sumbu t dθ dt d dt Gerak Melingkar

III. KINEMATIKA PARTIKEL. 1. PERGESERAN, KECEPATAN dan PERCEPATAN

SELEKSI OLIMPIADE NASIONAL MIPA PERGURUAN TINGGI (ONMIPA-PT) 2014 TINGKAT UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH JAKARTA BIDANG FISIKA

DAFTAR ISI. BAB 2 GRAVITASI A. Medan Gravitasi B. Gerak Planet dan Satelit Rangkuman Bab Evaluasi Bab 2...

v adalah kecepatan bola A: v = ωr. Dengan menggunakan I = 2 5 mr2, dan menyelesaikan persamaanpersamaan di atas, kita akan peroleh: ω =

Soal-Jawab Fisika Teori OSN 2013 Bandung, 4 September 2013

KHAIRUL MUKMIN LUBIS IK 13

Pembahasan OSP Fisika Tahun 2018 Oleh Ahmad Basyir Najwan

Soal dan Pembahasan GLB dan GLBB

GERAK MELINGKAR. = S R radian

SOAL DAN PEMBAHASAN FINAL SESI I LIGA FISIKA PIF XIX TINGKAT SMA/MA SEDERAJAT PAKET 1

DINAMIKA ROTASI DAN KESETIMBANGAN BENDA TEGAR

3. ORBIT KEPLERIAN. AS 2201 Mekanika Benda Langit. Monday, February 17,

Nama : Mohammad Syaiful Lutfi NIM : D Kelas : Elektro A

SP FISDAS I. acuan ) , skalar, arah ( ) searah dengan

1 Sistem Koordinat Polar

KINEMATIKA. A. Teori Dasar. Besaran besaran dalam kinematika

Contoh Soal dan Pembahasan Dinamika Rotasi, Materi Fisika kelas 2 SMA. Pembahasan. a) percepatan gerak turunnya benda m.

BAB 6 PERCEPATAN RELATIF

FIsika DINAMIKA ROTASI

BAB V ZAT CAIR DALAM KESATIMBANGAN RELATIF

Bab 3. Sistem Koordinat Ortogonal. 3.1 Sistem Koordinat Kartesian. cakul fi5080 by khbasar; sem

Kumpulan soal-soal level Olimpiade Sains Nasional: solusi:

Antiremed Kelas 11 Fisika

Kinematika. Gerak Lurus Beraturan. Gerak Lurus Beraturan

Tri Widodo UNTUK SMA/MA

soal dan pembahasan : GLBB dan GLB

GERAK MELINGKAR. Gerak Melingkar Beraturan

Jawaban Soal OSK FISIKA 2014

GLB - GLBB Gerak Lurus

Dari gamabar diatas dapat dinyatakan hubungan sebagai berikut.

BINOVATIF LISTRIK DAN MAGNET. Hani Nurbiantoro Santosa, PhD.

Matematika Teknik Dasar-2 9 Aplikasi Turunan Parsial dan Pengerjaannya Secara Geometri

Osilasi Harmonis Sederhana: Beban Massa pada Pegas

Treefy Education Pelatihan OSN Online Nasional Jl Mangga III, Sidoarjo, Jawa WhatsApp:

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR MODUL 5 MOMEN INERSIA

TES STANDARISASI MUTU KELAS XI

Antiremed Kelas 11 Fisika

GERAK MELINGKAR B A B

TUJUAN :Mahasiswa memahami konsep ilmu fisika, penerapan besaran dan satuan, pengukuran serta mekanika fisika.

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

a. Hubungan Gerak Melingkar dan Gerak Lurus Kedudukan benda ditentukan berdasarkan sudut θ dan jari jari r lintasannya Gambar 1

BINOVATIF LISTRIK DAN MAGNET. Hani Nurbiantoro Santosa, PhD.

Antiremed Kelas 10 FISIKA

FISIKA. Untuk SMA dan MA Kelas XI. Sri Handayani Ari Damari

SOAL UJIAN SELEKSI CALON PESERTA OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2015 TINGKAT PROVINSI

DINAMIKA ROTASI DAN KESETIMBANGAN

BAB III GERAK MELINGKAR BERATURAN DAN GERAK MELINGKAR BERUBAH BERATURAN

BAB 3 DINAMIKA ROTASI DAN KESETIMBANGAN BENDA TEGAR

1 Posisi, kecepatan, dan percepatan

Jika sebuah sistem berosilasi dengan simpangan maksimum (amplitudo) A, memiliki total energi sistem yang tetap yaitu

BAB IV HASIL PENELITIAN

Mengukur Kebenaran Konsep Momen Inersia dengan Penggelindingan Silinder pada Bidang Miring

BAB 3 DINAMIKA GERAK LURUS

Koordinat Kartesius, Koordinat Tabung & Koordinat Bola. Tim Kalkulus II

Momen Inersia. distribusinya. momen inersia. (karena. pengaruh. pengaruh torsi)

Antiremed Kelas 11 Fisika

dengan g adalah percepatan gravitasi bumi, yang nilainya pada permukaan bumi sekitar 9, 8 m/s².

3.6.1 Menganalisis momentum sudut pada benda berotasi Merumuskan hukum kekekalan momentum sudut.

Intensitas spesifik Fluks energi Luminositas Bintang sebagai benda hitam (black body) Kompetensi Dasar: Memahami konsep pancaran benda hitam

Program Perkuliahan Dasar Umum Sekolah Tinggi Teknologi Telkom Integral Lipat Tiga

Kinematika Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika Teknik Metalurgi dan Material Sem. ATA 2006/2007

Transkripsi:

Jln. Mr. Cokrokusumo No.54 R.015/005, Kel. Cempaka, Kec. Cempaka, Kota Contact Person : es 1 Kinematika Gerak 1. injau suatu bola dengan radius R yang berotasi terhadap sumbunya (sumbu vertikal) dengan periode rotasi sebesar. Di permukaan bola terdapat partikel yang bergerak dengan laju konstan relatif terhadap bola. Saat t = 0 partikel berada di titik. Saat t = /2 partikel berada di titik. Saat t = /4 partikel berada di titik teratas bola. itik dan berada di bidang equator bola dan ikut bergerak bersama bola. Relatif terhadap bola, partikel hanya bergerak pada lingkaran vertikal. ω = 2π R Menurut pengamat yang diam di luar bola tentukan: a. Perpindahan partikel mulai dari t = 0 hingga t = /2. b. Kecepatan partikel sebagai fungsi waktu (0 < t < /2) c. Percepatan partikel saat t = 0. d. Percepatan partikel saat t = /8. Pembahasan : a. Kita gunakan sistem koordinat bola. Karena bola hanya bergerak pada lintasana lingkaran vertikal relatif terhadap bola, dapat kita ambil kesimpulan bahwa gerak kecepatan partikel relatif terhadap lingkaran hanya pada arah θ. Saat t = /2 partikel berada di titik, sehingga perpindahan partikel relatif bola adalah Δr pb = 2Rr Sedangkan perpindahan titik terhadap pengamat luar adalah Δr P = 2Rr Maka perpindahan partikel menurut pengamat luar adalah Δr pp = Δr pb + Δr P = 2Rr + 2Rr = 0 Partikel kembali ke posisinya semula. Hal ini bisa kita pahami secara sederhana sebagai berikut. Kita tahu bahwa periode rotasi bola adalah. Maka saat t = /2 titik dan yang berseberangan akan bertukar posisi. Sedangkan dalam selang waktu ini, partikel yang awalnya ada di titik sekarang berada di titik, dan titik berada di posisi awal partikel yaitu titik. Hal 1

Jln. Mr. Cokrokusumo No.54 R.015/005, Kel. Cempaka, Kec. Cempaka, Kota Contact Person : Maka perpindahan partikel sama dengan nol atau dia kembali ke posisinya semula. Ingat bahwa titik dan ikut berotasi bersama bola sedangkan partikel gerakan partikel relatif bola hanya pada arah vertikal, jika dilihat dari luar bola partikel ikut berotasi bersama bola dengan kecepatan sudut yang sama dengan kecepatan sudut bola. b. Sekarang kita amati gerakan partikel pada lingkaran vertikal yang melalui titik dan (lintasan lingkaran ini berotasi terhadap sumbu z bersama bola). ω = 2π r z y x O C θ θ R θ = ω p t Kita tahu bahwa dalam waktu t = /2 partikel menempuh sudut π radian maka ω p = π /2 = 2π θ = 2π t Maka kecepatan partikel relatif bola (titik C) v pc = ω p R( θ ) = 2π R( θ ) Kecepatan tangensial titik tempat partikel berada (namakan titik C) relatif pengamat di luar bola adalah v CP = ω rφ Dengan ω = 2π dan r = R cos θ v CP = 2π R cos θ φ Maka kecepatan partikel menurut pengamat di luar bola adalah v p = v pc + v CP = 2π R( θ ) + 2π R cos θ φ v p = 2πR ( θ + cos θ φ ) Karena arah θ dan φ tegak lurus, maka kecepatan partikel menjadi v p = v p = 2πR 1 + cos 2 θ Hal 2

Jln. Mr. Cokrokusumo No.54 R.015/005, Kel. Cempaka, Kec. Cempaka, Kota Contact Person : v p = 2πR 1 + cos 2 ( 2π t) c. Percepatan partikel adalah dv p = a p = 2πR ( dθ d cos θ φ + ) a p = 2πR dθ ( θ sin θ φ + cos θ dφ ) Pada koordinat bola r = sin θ cos φ i + sin θ sin φ j + cos θ k θ = cos θ cos φ i + cos θ sin φ j sin θ k φ = sin φ i + cos φ j Dan kita tahu bahwa dθ = θ = ω p = 2π dφ dan = φ = ω = 2π Sehingga kita peroleh dθ dθ (cos θ sin φ)j sin θ k = d (cos θ cos φ)i + d dθ = ( θ sin θ cos φ φ cos θ sin φ)i + ( θ sin θ sin φ + φ cos θ cos φ)j θ cos θ k dφ Maka = d ( sin φ)i + d (cos φ)j dφ = φ (cos φ i + sin φ j ) a p = 2πR ((θ sin θ cos φ + φ cos θ sin φ)i + (θ sin θ sin φ φ cos θ cos φ)j + θ cos θ k θ sin θ ( sin φ i + cos φ j ) φ cos θ (cos φ i + sin φ j )) Dari soal kita dapatkan θ = φ dan θ = φ sehingga Saat t = 0, θ = φ = 0 a p = 2πR θ [(sin 2θ cos 2θ)i (sin 2θ + cos 2θ)j + cos θ k ] a p = 4π2 R [(sin 2θ cos 2θ)i (sin 2θ + cos 2θ)j + cos θ k ] 2 Sehingga besarnya adalah a p (0) = 4π2 R 2 [ i j + k ] a p (0) = 4 3π2 R 2 Hal 3

Jln. Mr. Cokrokusumo No.54 R.015/005, Kel. Cempaka, Kec. Cempaka, Kota Contact Person : d. Saat t = /8 maka Maka Dan besarnya adalah sin 2θ = sin 4π t = sin π 2 = 1 cos 2θ = cos 4π t = cos π 2 = 0 cos θ = cos 2π t = cos π 4 = 1 2 2 a p ( 8 ) = 4π2 R 2 [(1 0)i (1 + 0)j + 1 2 2k ] a p ( 8 ) = 4π2 R 2 [i j + 1 2 2k ] a p ( 8 ) = 4π2 R 2 5 2 2. Sebuah silinder berjari-jari R bergerak menggelinding tanpa slip di permukaan kerucut dengan sudut puncak 2θ. Menurut pengamat yang diam di permukaan kerucut (ikut berotasi bersama kerucut sebut sebagai pengamat ), pusat massa silinderbergerak lurus menuruni kerucut dengan kecepatan v 0. Saat t = 0, titik kontak silinder-kerucut berjarak R 0 dari sumbu kerucut. Menurut pengamat lain yang diam di luar kerucut (sebut sebagai pengamat ), ternyata kerucut berotasi terhadap sumbunya dengan kecepatan sudut konstan ω. baikan gravitasi bumi. ω θ θ R 0 a. Hitung jarak radial pusat massa silinder terhadap sumbu rotasi kerucut sebagai fungsi waktu menurut pengamat. b. Hitung perpindahan pusat massa silinder sebagai fungsi waktu menurut pengamat. c. Hitung kecepatan pusat massa silinder sebagai fungsi waktu menurut pengamat. d. Hitung percepatan pusat massa silinder sebagai fungsi waktu menurut pengamat. Hal 4

Jln. Mr. Cokrokusumo No.54 R.015/005, Kel. Cempaka, Kec. Cempaka, Kota Contact Person : Pembahasan : a. Menggunakan koordinat silinder, kecepatan pusat massa silinder menurut pengamat adalah v s = v 0 sin θ ρ v 0 cos θ k Kita jadikan puncak kerucut sebagai acuan. Posisi titik kontak silinder sebagai fungsi waktu adalah r = (R 0 + v 0 t sin θ)ρ (R 0 cot θ + v 0 cos θ)k Maka jarak radial pusat massa silinder adalah r rad = R 0 (1 + cos θ) + v 0 t sin θ b. Posisi pusat massa silinder dengan acuan puncak kerucut adalah r pm (t) = (R 0 (1 + cos θ) + v 0 t sin θ)ρ (R 0 (cot θ sin θ) + v 0 t cos θ)k Pada saat t = 0, posisi pusat massa silinder adalah r pm (0) = R 0 (1 + cos θ)ρ R 0 (cot θ sin θ)k Maka perpindahan pusat massa silinder adalah Δr pm = r pm (t) r pm (0) Δr pm = (R 0 (1 + cos θ) + v 0 t sin θ)ρ (R 0 (cot θ sin θ) + v 0 t cos θ)k R 0 (1 + cos θ)ρ + R 0 (cot θ sin θ)k Δr pm = v 0 t sin θ ρ v 0 t cos θ k c. Kecepatan pusat massa silinder menurut pengamat adalah dr pm (t) = v pm (t) = v 0 sin θ ρ + (R 0 (1 + cos θ) + v 0 t sin θ) dρ v 0 cos θ k v pm (t) = v 0 sin θ ρ + ω(r 0 (1 + cos θ) + v 0 t sin θ)φ v 0 cos θ k d. Percepatan pusat massa silinder menurut pengamat adalah dv pm (t) = a pm (t) = v 0 sin θ dρ + ωv 0 sin θ φ + ω(r 0 (1 + cos θ) + v 0 t sin θ) dφ a pm (t) = ω 2 (R 0 (1 + cos θ) + v 0 t sin θ)ρ + 2ωv 0 sin θ φ Hal 5