2013. Pak Anang. Disusun Per Indikator Kisi-Kisi UN Disusun Oleh :

Smart Solution

TAHUN PELAJARAN 2012 2012/2013 /2013 Disusun Per Indikator Kisi-Kisi UN 2013

Disusun Oleh :

Pak Anang

2.3. Menentukan besaranbesaran-besaran fisis dinamika rotasi (torsi, momentum sudut, momen inersia, atau titik tegar.. berat) dan penerapannya berdasarkan hukum II Newton dalam masalah benda tegar Torsi / Momen Gaya

poros

9

:

poros

5 = 7 × 9 = 9: sin ;

:

9

;

poros

:

;

5(+)

9

poros

poros

Torsi/Momen Gaya

5(−)

Hubungan Gerak Translasi dengan Gerak Rotasi Gerak Translasi

Gerak Rotasi

Gaya (9)

Momen Gaya (5)

Kecepatan (@)

Kecepatan Sudut (A)

Massa (<)

Percepatan (>) Posisi (B)

Momentum (C)

9 = <> C = <@

OPQRSTU = G <@ G V

Momen Inersia = = E
Momen Inersia (=) Posisi sudut (;)

Momentum Sudut (D) 5 = =?

D = =A

Batang

Silinder Bola

Halaman 22

Momentum Sudut D = =A

OPRWQ = G =AG V

Nilai E bergantung pada bentuk benda. Benda titik

79 = =?

Percepatan Sudut (?)

k=1

Poros di pusat 1 12 Pejal

E=

1 2 Pejal

E= E=

2 5

Poros di ujung E=

1 3

Berongga 2 3 Berongga E=1 E=

Teorema sumbu sejajar

Jika terjadi rasio pergeseran poros sebesar J dari pusat poros, maka momen inersia benda: = = =KL + <J G

2 3

Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)

Titik Berat

Pada soal dibatasi bentuk benda adalah teratur dan homogen. Letak titik berat bergantung pada bentuk benda.

Segiempat Benda Prisma Lingkaran dan Bola Pasti di tengah-tengah

Titik Berat Segitiga Benda Limas

Bagian Lingkaran Bagian Bola `````````````` XYZ[ \]^]_ ×d abbc \]^]_ `````````````` XYZ[ \]^]_ h Juring: abbc × f d \]^]_ e

Busur:

Luasan: g dari alas f e

Pejal: g dari alas e i

Separuh kulit: d h f

Separuh pejal: d j

Trik Titik Berat 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Buat tabel dengan 6 kolom. Pisah benda menjadi bagian-bagian benda I, benda II, dst… Tentukan titik berat masing-masing bagian (m, n) Hitung :, p, dan q masing-masing benda (tanda (−) negatif untuk benda berlubang) Kalikan nomor (3) dan (4). rst rsu Selesaikan hitungan. Misal diketahui benda berbentuk luasan, maka m = rs dan n = rs .

Contoh: n

44 2

Benda II

0

Benda I

3

Benda I

II

m=

n=

6

y 3 1

Σpm 11 = = 3,7 Σp 3

m

Letak koordinat titik berat benda 2 dimensi seperti tampak pada gambar disamping adalah .. A. ( 3,0 ; 4,0 ) B. ( 1,0 ; 3,0 ) C. ( 3,7 ; 2.0 ) D. ( 4,2 ; 2,0 ) E. ( 5,2 ; 3,0 ) z 2 2

{

24

4

−6 −1 Σp = 3

{y 12

−1

Σpm = 11

{z 8

−2

Σpn = 6

Σpn 6 = =2 3 Σp


Halaman 23

CONTOH SOAL 1. Batang AB massa 2 kg diputar melalui titik A ternyata momen inersianya 8 kgm2.

Bila diputar melalui titik pusat O (AO = OB), momen inersianya menjadi …. A. 2 kg.m2 1 G B. 4 kg.m2 =‹ 12
2. Gaya 9V , 9G , 9~ dan 9• bekerja pada batang ABCD seperti gambar!

Jika massa batang diabaikan, maka nilai momen gaya terhadap titik A adalah .... A. 15 Nm Σ5 = 5s + 5‚ + 5ƒ + 5„ = 0 + (4 × 2) + (−5 × 3) + (10 × 6) B. 18 Nm = 0 + 8 + (−15) + 60 C. 35 Nm = 53 Nm D. 53 Nm E. 68 Nm

3. Sebuah tongkat homogen dengan panjang 40 cm bermassa 3 kg. Pada salah satu ujung tongkat diberi beban, sedangkan ujung lainnya sebagai tumpuan. Jika 9 = 280 N, momen gaya pada titik O adalah …. A. 0 B. 6 Nm Σ5 = 5… + 5† + 5‡ˆ‡ST C. 8 Nm = (280 × 0,05) + (−30 × 0,2) + (−20 × 0,4) D. 14 Nm = 14 − 6 − 8 E. 28 Nm =0

w

4. Gaya 9V , 9G , 9~ dan 9• bekerja pada batang ABCD seperti pada gambar! Jika massa batang diabaikan, besar momen gaya yang bekerja pada sumbu putar di titik D adalah …. A. 18 Nm B. 20 Nm Σ5 = 5s + 5‚ + 5ƒ + 5„ = (−10 × 3) + (15 × 2) + (−20 × 1) + 0 C. 30 Nm = −30 + 30 − 20 + 0 D. 35 Nm = −20 Nm E. 45 Nm

5. Dua gaya 9V dan 9G besarnya sama masing-masing 8 N bekerja pada batang homogen seperti gambar. Agar diperoleh momen gaya sebesar 9,6 Nm terhadap poros O, maka panjang m adalah …. A. 0,3 m B. 0,8 m Σ5 = 5G − 5V ⇔ 9,6 = 8(3 + m) − 8 ∙ 3 C. 0,9 m ⇔ 9,6 = 8m ⇔ m = 1,2 m D. 1,2 m E. 1,4 m Halaman 24


6. Sebuah batang yang sangat ringan, panjangnya 140 cm. Pada batang bekerja tiga gaya masing-masing 9V = 20 N, 9G = 10 N, dan 9~ = 40 N dengan arah dan posisi seperti pada gambar. Besar momen gaya yang menyebabkan batang berotasi pada pusat massanya adalah …. A. 40 Nm Σ5 = 5V + 5G + 5~ B. 39 Nm = (−20 × 0,7) + (10 × 0,3) + (−40 × 0,7) C. 28 Nm = −14 + 3 − 28 D. 14 Nm = −39 Nm E. 3 Nm

40 cm

7V

7G

7~

7. Sebuah benda berotasi dengan kecepatan sudut awal 6 rad/s. Agar benda berhenti dalam waktu 2 sekon, momen gaya sebesar 3 × 10•~ Nm dikerjakan pada benda tersebut. Momen inersia benda sebesar …. kg.m2. A. 1 × 10•~ ∆A ∆• 5 = =? ⇒ 5 = = ⇒ = = 5 •~ B. 2 × 10 ∆• ∆A 2 C. 6 × 10•~ •~ = 3 × 10 × 0−6 D. 1 × 10•G •~ •G = 10 E. 3 × 10 8. Sebuah roda cincin bermassa 10 kg memiliki momen inersia 0,4 kgm2. Jari-jari roda cincin tersebut adalah …. m. A. 0,1 Cincin = silinder berongga ⇒ E = 1 = = <7 G B. 0,2 C. 0,4 = 0,4 4 2 ⇒7=— =— =— = = 0,2 m D. 5 < 10 100 10 E. 10

9. Sebuah jarum detik jam dinding memiliki massa 3 gram dan panjang 15 cm. Momentum sudut jarum detik pada jam dinding tersebut adalah …. kg m2 (=ŽSR•L =
10. Sebuah partikel bergerak melingkar pada suatu lintasan yang berjari-jari 0,02 cm. Massa dan momentum sudut partikel berturut-turut adalah 0,04 gram dan 1,6 × 10•‘ kgm2/s. Kecepatan sudut partikel tersebut adalah …. rad/s. A. 1,0 × 10‘ D D D = =A ⇒ A = ⇒ A = B. 1,2 × 10‘ = <7 G “ •‘ C. 1,4 × 10 1,6 × 10 = D. 1,4 × 10“ 0,4 × 10•• × (2 × 10•• )G “ E. 1,5 × 10 1,6 × 10•‘ ‘ =

1,6 × 10•VG

= 10

11. Sebuah katrol memiliki jari-jari F dan momen inersia =. Katrol tersebut ditarik dengan gaya 9 sehingga memiliki percepatan sudut sebesar ?. Agar percepatan sudut katrol menjadi 3?, besar gaya yang harus diberikan …. 5 = 79 dan 5 = =?, serta = dan 7 konstan tidak berubah, didapatkan: A. 0,5 9 7V 9V =V ?V 9V ?V B. 1,5 9 79 = =? ⇒ = ⇒ = 7G 9G =G ?G 9G ?G C. 3 9 9 ? D. 4 9 ⇒ = 9G 3? E. 6 9 ⇒ 9G = 39


Halaman 25

12. Sebuah roda katrol bermassa 3 kg dan berdiameter 20 cm. Katrol tersebut berotasi pada porosnya. Jika momentum sudut katrol sebesar 2,4 × 10•G kgm2/s, kecepatan sudut katrol adalah …. rad/s D D D = =A ⇒ A = ⇒ A = A. 0,4 1 = G B. 0,8 2
13. Sistem katrol dengan dua buah benda = = = =4 B. 5 m/s2 Σ< + EΣš 6 + 2 + 2 10 2 C. 4 m/s D. 2,5 m/s2 E. 2 m/s2

14. Bila sewaktu sistem bergerak katrol ikut berputar, maka waktu yang dibutuhkan = = = =5 B. 2,8 Σ< + EΣš 4 + 8 + 4 16 C. 3,6 1 2œ 10 D. 4,2 œ = >• G ⇒ • = — = — = √2 = 1,4 s 2 > 5 E. 5,7

15. Pada gambar di samping, massa balok A, beban B dan roda katrol berongga C masing-masing adalah 7 kg, 2 kg, dan 1 kg. Percepatan gravitasi = 10 m/s2. Tegangan tali –V adalah …. A. 20 N Σ9 20 20 B. 16 N >= = = =2 Σ< + EΣš 7 + 2 + 1 10 C. 14 N –V = = 7 × 2 = 14 N D. 8 N E. 7 N

16. Agar bola pejal dapat mencapai puncak bidang miring, kecepatan awal minimumnya harus sebesar .... m/s A. 4 B. 6 @ = — 2›œ = 2 ∙ 10 ∙ 7 = —20 ∙ 7 ∙ 5 = √100 = 10 E + 1 • ž2 + 1Ÿ 7 C. 8 ? 5 D. 10 E. 12 17. Letak titik berat bidang homogen di samping terhadap titik O adalah …. A. (2, 2) cm Benda m n p pm pn B. (2, 3) cm I 0,5 5 10 1 0,5 5 C. (2, 4) cm II 3,5 1 10 1 3,5 1 D. (3, 2) cm Σ 2 4 6 E. (3, 3) cm • ‘ Dari tabel didapatkan m = = 2 dan n = = 3 G

G

18. Benda homogen pada gambar di samping mempunyai ukuran AB = BC = √13. Koordinat titik beratnya terhadap E adalah …. A. (1 : 1,7) cm Dari gambar karena simetris titik berat pasti di m = 2 B. (1 : 3,6) cm Benda n p pn C. (2 : 3,8) cm I 3 24 4 12 II 7 6 1 7 D. (2 : 6,2) cm Σ 5 19 E. (3 : 3,4) cm

Halaman 26

Dari tabel didapatkan n =

V

’

= 3,8

7m

I

II

II

I


19. Perhatikan bangun bidang homogen ABCDEFG seperti pada gambar! Letak titik berat benda tersebut diukur dari AB adalah …. A. 2,8 cm Karena bangun simetris titik berat pasti di sumbu simetri bangun tsb Benda n p pn B. 3,0 cm I 2 12 1 2 C. 3,2 cm II 6 12 1 6 D. 3,6 cm Σ 2 8 E. 4,0 cm ¢

II I

Dari tabel didapatkan n = = 4 G

20.

Perhatikan gambar bidang homogen di samping! Koordinat titik berat benda bidang (simetris) terhadap titik O adalah …. A. (2 ; 4,0) cm Karena bangun simetris titik berat pasti di m = 2 n p pn B. (2 ; 3,6) cm Benda I 3 24 4 12 C. (2 ; 3,2) cm II 8 6 1 8 D. (2 ; 3,0) cm Σ 5 20 E. (2 ; 2,8) cm Dari tabel didapatkan n = G¡ = 4 ’

21. Suatu sistem benda bidang homogen ditunjukkan seperti gambar! Koordinat titik berat sistem benda adalah …. A. (4 ; 3,0) m Karena bangun simetris titik berat pasti di m = 4 n p pn B. (4 ; 4,6) m Benda I 3 24 3 9 C. (4 ; 4,8) m II 7 16 2 14 D. (4 ; 5,0) m Σ 5 23 E. (4 ; 5,4) m Dari tabel didapatkan n = G~ = 4,6 ’

22. Perhatikan gambar! Letak titik berat bidang tersebut terhadap AB adalah …. A. 5 cm Karena bangun simetris titik berat pasti di garis simetrinya Benda n p pn B. 9 cm I 5 200 2 10 C. 11 cm Tripel Pytagoras II 15 300 3 45 15, 20, 25 D. 12 cm Σ 5 55 Jadi tinggi bangun E. 15 cm Dari tabel didapatkan n = ’’ = 11 segitiga adalah 15 cm

II

I

’

23. Perhatikan bidang dua dimensi berikut ini. Letak titik berat bidang dari garis AB berjarak …. A. 6 cm Karena yang ditanya hanya titik berat dari garis AB maka tabelnya adalah: Benda n p pn B. 5 cm I 2 16 1 2 C. 4 cm II 4 16 1 4 D. 3 cm Σ 2 6 E. 2 cm ‘

II

I

Dari tabel didapatkan n = = 3 G

24. Perhatikan gambar! Letak titik berat bangun yang tidak diarsir dari bangun tersebut adalah …. V Karena bangun simetris maka titik berat pasti di garis simetrinya: A. 1 ~¡

6 cm

3 cm

6 cm

B. 1 •V ¢

C. 1 ~• V’

D. 2 G“ ’

E. 2 V‘ V

Benda I II Σ

n 3

3 39 6 − £ 3¤ = 8 8


q 54• 3

−18• −1 ¥¥ ¦

G

2

=

25. Sebuah silinder dan setengah bola disusun seperti pada gambar di samping. Titik berat sistem bangun tersebut adalah …. cm A. 6,25 Karena bangun simetris maka titik berat pasti di garis simetrinya: 85 Benda n q pn B. 7,25 n= 2 5 I 5 1000• 3 15 17 C. 7,50 3 110 110 55 G¡¡¡ = • 2 II 10 + £ 10¤ = = 2 D. 8,50 ~ 8 8 4 2 = 8,5 85 E. 8,75 Σ 5 2


~~ ¢

pn 9 39 − 8 33 8

× G = V‘ = 2 V‘ V

~~

V

II F = 10 cm I

10 cm

Halaman 27

26. Gambar berikut menunjukkan susunan benda pejal homogen yang terdiri atas kerucut pejal dan silinder pejal. Letak koordinat titik berat susunan benda tersebut terhadap titik O adalah …. cm. VV A. ž0, 6 Ÿ Karena bangun simetris maka titik berat pasti di garis simetrinya: V~ V•

B. ž0, 6 V’Ÿ C. ž0, 6 Ÿ VV V• V~

D. ž0, 6 V’Ÿ E. ž0, 6 Ÿ V“ V

Halaman 28

Benda I II Σ

n 5 13


¢

V~

=6

VV V~

q 250• 10 75• 3 13

pn 50 39 89

10

I

19

II

O(0,0)

5


1.

PEMBAHASAN UN FISIKA SMA 2012

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 Diket: = = ¨ B. F = α . β2 . R TRIK SUPERKILAT: C. F = α . (β . R)−1 =? D. F = α . β . (R) −1 9. F = =. ? ⇒ 9 = F ?¨ E. F = R . (α . β .) −1 Karena = = ¨ ⇒ 9 =

2.

F

Letak titik berat dari bangun bidang seperti pada gambar di samping dari sumbu X adalah .... A. 4,5 cm TRIK SUPERKILAT: B. 4,0 cm Benda n p pn 6 C. 3,5 cm I segiempat 1,5 18 4 II segitiga 4 4,5 1 4 D. 3,0 cm Σ 5 10 E. 2,0 cm Dari tabel didapatkan : n=

Σpn 10 = = 2 cm Σp 5

Jika adik-adik butuh ’bocoran’ butir soal Ujian Nasional tahun 2013, maka adik-adik bisa download di http://pak-anang.blogspot.com/2012/11/prediksi-soal-un-fisika-sma-2013.html. Semua soal tersebut disusun sesuai kisi-kisi SKL UN tahun 2013 yang dikeluarkan secara resmi oleh BSNP tanggal 20November 2012 yang lalu. Kisi-kisi SKL UN SMA tahun 2013 untuk versi lengkap semua mata pelajaran bisa adik-adik lihat di http://pak-anang.blogspot.com/2012/11/kisi-kisi-skl-un-2013.html. Terimakasih, Pak Anang.


Halaman 29

2013. Pak Anang. Disusun Per Indikator Kisi-Kisi UN Disusun Oleh :

Recommend Documents