1. Empat buah gaya masing-masing :

F1 = 100 N

F2 = 50 N

F3 = 25 N

F4 = 10 N

bekerja pada benda yang memiliki poros putar di titik P seperti ditunjukkan gambar berikut!

Jika ABCD adalah persegi dengan sisi 4 meter, dan tan 53o = 4/3, tentukan besarnya momen gaya

yang bekerja pada benda dan tentukan arah putaran gerak benda!

Pembahasan :

Diagram gaya-gaya yang bekerja pada benda (tampak depan) sebagai gambar berikut :

Misal :

(+) untuk putaran searah jarum jam

(−) untuk putaran berlawanan arah jarum jam

(Ket : Boleh dibalik)

Sesuai perjanjian tanda di atas, benda berputar searah jarum jam.

2. Susunan 3 buah massa titik seperti gambar berikut!

Jika m1 = 1 kg, m2 = 2 kg dan m3 = 3 kg, tentukan momen inersia sistem tersebut jika diputar

menurut :

a) poros P

b) poros Q

Pembahasan :

a) Poros p

b) Poros q

c)

3. Kotak lampu digantung pada sebuah pohon dengan menggunakan tali, batang kayu dan engsel

seperti terlihat pada gambar berikut ini:

Jika :

AC = 4 m

BC = 1 m

Massa batang AC = 50 kg

Massa kotak lampu = 20 kg

Percepatan gravitasi bumi g = 10 m/s2

Tentukan besarnya tegangan tali yang menghubungkan batang kayu dengan pohon!

Pembahasan :

Penguraian gaya-gaya dengan mengabaikan gaya-gaya di titik A (karena akan dijadikan poros) :

Syarat seimbang Σ τA = 0

4. Seorang anak bermassa 50 kg berdiri diatas tong 50 kg diatas sebuah papan kayu bermassa 200

kg yang bertumpu pada tonggak A dan C.

Jika jarak anak dari titik A adalah 1 meter dan panjang papan kayu AC adalah 4 m, tentukan :

a) Gaya yang dialami tonggak A

b) Gaya yang dialami tonggak C

Pembahasan :

Berikut ilustrasi gambar penguraian gaya-gaya dari soal di atas :

WB = Wanak + Wtong = 1000 N

a) Mencari gaya yang dialami tonggak A, titik C jadikan poros

b) Mencari gaya yang dialami tonggak C, titik A jadikan poros

5. Sebuah ember berikut isinya bermassa m = 20 kg dihubungkan dengan tali pada sebuah katrol

berbentuk silinder pejal bermassa M = 10 kg. Ember mula-mula ditahan dalam kondisi diam

kemudian dilepaskan.

Jika jari-jari katrol 25 cm dan percepatan gravitasi bumi 10 m/s2 tentukan :

a) percepatan gerak turunnya benda m

b) percepatan sudut katrol

c) tegangan tali

Pembahasan :

a) percepatan gerak turunnya benda m

Tinjau katrol :

(persamaan 1)

Tinjau benda m :

(persamaan 2)

Gabung 1 dan 2 :

b) percepatan sudut katrol

c) tegangan tali

6. Bola pejal bermassa 10 kg mula-mula diam kemudian dilepaskan dari ujung sebuah bidang

miring dan mulai bergerak transalasi rotasi. Jari-jari bola adalah 1 meter, dan ketinggian h = 28

m.

Tentukan kecepatan bola saat tiba di ujung bawah bidang miring!

Pembahasan :

Hukum Kekekalan Energi Mekanik :

7. Tentukan koordinat titik berat susunan enam buah kawat tipis berikut ini dengan acuan titik 0 !

Pembahasan :

Data dari soal :

l1 = 20, X1 = 20, Y1 = 10

l2 = 20, X2 = 60, Y2 = 10

l3 = 80, X3 = 40, Y3 = 20

l4 = 20, X4 = 0, Y4 = 30

l5 = 40, X5 = 40, Y5 = 40

l6 = 20, X6 = 80, Y6 = 30

Koordinat titik berat gabungan keenam kawat (X0 , Y0)

8. Sebuah tabung pejal disambung dengan kerucut pejal seperti pada gambar berikut!

Tentukan letak titik berat bangun tersebut terhadap garis AB!

Pembahasan :

Data :

Bangun 1 (Tabung pejal)

V1 = π r2 t = 12π r2

X1 = 6

Bangun 2 (Kerucut pejal)

V2 = 1/3 π r2 t = 4 π r2

X2 = 12 + (1/4 t) = 12 + 3 = 15

Letak Xo :