Fisikastudycenter.com,-Seri soal belajar olimpiade Fisika SMA, Soal nomor 14, Mekanika, gerak rotasi.

Soal 14
Suatu silinder pejal A yang homogen bermassa m1 dapat berputar bebas di sekitar sumbunya. Silinder ini dihubungkan dengan bantalan B bermassa m2 (lihat Gambar).

Suatu gaya konstan mendatar F diberikan pada ujung tali yang melilit pada silinder. Abaikan gesekan antara bantalan dengan bidang datar. Tentukan:
(a) percepatan ujung tali K;
(b) energi kinetik sistem setelah t detik!
Sumber Soal: Mekanika 1-Prof Yohanes Surya

Pembahasan
(a) Anggap x dan xpm adalah perpindahan titik K dan pusat massa silinder A. Jika θ adalah sudut rotasi silinder maka,

Dengan demikian

Disini, acm adalah percepatan pusat massa silinder A, α adalah percepatan titik K dan α adalah percepatan sudut A.
Gerak translasi:

Gerak rotasi selinder:

Dari persamaan-persamaan di atas kita akan peroleh:

(b) Usaha oleh gaya F sama dengan perbedaan energi kinetik.

Sumber pembahasan:

Mekanika 1 - Prof. Yohanes Surya