Fisikastudycenter.com- Soal dan Pembahasan UN Fisika SMA Ujian Nasional 2014 Nomor 6-10.

Soal No. 6
Sebuah katrol dari benda pejal dengan tali yang dililitkan pada sisi luarnya ditampilkan seperti gambar. Gesekan katrol diabaikan.



Jika momen inersia katrol = I = β dan tali ditarik dengan gaya tetap F, maka nilai F setara dengan….
A. F = α ⋅ β ⋅ R
B. F = α ⋅ β² ⋅ R
C. F = α ⋅ (β ⋅ R)^{– 1}
D. F = α ⋅ β ⋅ (R)^{– 1}
E. F = R ⋅(α ⋅ β )^{– 1}

Pembahasan
Gerak rotasi
Σ τ = I α
dimana
τ adalah momen gaya
I = momen inersia
α = percepatan sudut

Σ τ = I α
F ċ R = β ⋅ α
F = (β ⋅ α) : R
F = β ⋅ α R⁻¹ = α ⋅ β ⋅ R⁻¹

Jawaban:  D.

Soal ini bisa ditemui juga di soal UN tahun 2012 A86 nomor 7.

Soal No. 7
Koordinat titik berat bangun di bawah ini adalah…..



A. (3; 3)
B. (3; 4)
C. (4; 3)
D. (4; 4)
E. (4; 6)

Pembahasan
Dari bentuknya yang simetris baik sumbu x maupun sumbu y, maka titik beratnya dengan mudah ditemukan:
sumbu x : 4
sumbu y : 3
(4, 3)
Jawaban: C

Dapat diulang disini tentang contoh lain titik berat benda.

Soal No. 8
Sebatang kayu yang massanya diabaikan, dikerjakan gaya pada titik A, B, dan C seperti gambar.



Bila titik B dipakai sebagai poros, maka momen gaya sistem adalah…..(sin 37° = 0,6)
A. 1,28 Nm
B. 1,60 Nm
C. 2,88 Nm
D. 4,48 Nm
E. 5,44 Nm

Pembahasan
Torsi / torque (momen gaya) dengan poros di titik B, massa batang diabaikan (w batang tidak dihitung):


Jawaban: E. 5,44 Nm

Lebih jelas dapat diulang tentang momen gaya.

Soal No. 9
Sebuah benda berbentuk pipa (I = mR²) dengan jari-jari r = 2 m dan massa 1/8 kg. Benda itu bergerak menggelinding tanpa tergelincir mendaki bidang miring yang kasar. Jika pada awalnya kecepatan sudut benda 5 rad.s⁻¹ dan pada akhirnya benda berhenti, maka usaha oleh gaya gravitasi pada benda tersebut adalah….
A. 12,50 J
B. 18,75 J
C. 25,00 J
D. 31,25 J
E. 50,00 J

Pembahasan
Data:
ω = 5 rad/s, R = 2 m
→ v = ω R = 5(2) = 10 m/s
Cara pertama, dari usaha = selisih energi kinetik, diikutkan juga energi kinetik rotasinya. Benda akhirnya berhenti (Ek = 0), sehingga cukup dihitung Ek awalnya saja.



Cara kedua, dari usaha = selisih energi potensial. Posisi benda awalnya di h = 0, hingga bisa dari posisi akhirnya saja (h₂), dimana tinggi yang dicaoai benda:


Hubungan ini khusus untuk I = mR² saja, untuk I dengan nilai lain menentukan ketinggian h  liat contoh nomor 10 di topik dinamika rotasi.

Sehingga:

Jawaban: A. 12,50 J

Soal No. 10
Di bawah ini adalah grafik hubungan gaya (ΔF ) dengan pertambahan panjang dari suatu benda elastis.



Dari grafik dapat disimpulkan daerah elastis berada di bawah garis….
A. O – P
B. O – Q
C. P – Q
D. P – R
E. Q – R

Pembahasan
Dari hubungan F dan Δx (elastisitas):
F = kΔx
k = F/Δx

Garis yang terbentuk akan lurus, tidak melengkung.
Jawaban: A. O - P