LATIHAN OSN FISIKA SMA, KESETIMBANGAN BENDA TEGAR 1

Selamat datang di blog saya, pada kesempatan kali ini saya akan berbagi soal dan pembahasan yang diminta untuk dijawab.

 

Soal : 1

Perhatikan gambar berikut,

Koordinat titik berat benda bidang homogen adalah (3/2 ; 1) m. Luas benda itu adalah … m².

A.   4,0

B.   5,0

C.   5,6

D.  6,0

E.   A, B, C, D salah

 

Pembahasan

 

Langkah pertama, anda perhatikan gambar berikut. 

Tinjau benda I

Panjang, p₁ = a meter

Lebar, L₁ = 1 meter

 

Luas bidang I

ó A₁ = p₁ x L₁

ó A₁ = (a) x (1)

ó A₁ = (a) m².

 

Kesetimbangan benda I (x₁,y₁)

ó x₁ = 1 + (a/2)

ó y₁ = ½ 

 

Tinjau benda II

Panjang, p₂ = (1+b) meter

Lebar, L₂ = 1 meter

 

Luas bidang II

ó A₂ = p₂ x L₂

ó A₂ = (1+b) x 1

ó A₂ = (1+b) m².

 

Kesetimbangan benda II (x₂,y₂)

ó x₂ = ½

ó y₂ = (1+b)/2  

 

Kesetimbangan sistem (x₀,y₀) sesuai data soal (3/2 ; 1).  

 

Langkah kedua,

Menghitung kesetimbangan benda.

 

Untuk sumbu – x, x₀ :

Untuk sumbu – y, y₀ :

Persamaan (2) kita rubah sedikit menjadi bentuk a = b² – 1.

 

Kita substitusikan pers (2) ke pers (1), sehingga :

 

ó a² – a – 2b – 2 = 0

ó a² – (b² – 1) – 2b – 2 = 0

ó a² – b² – 2b + 1– 2 = 0

ó a² – b² – 2b – 1 = 0

ó a² – (b² + 2b + 1) = 0

ó a² – (b + 1)² = 0

ó a² = (b + 1)²

ó a = b + 1 … (3)

 

Kita masukkan nilai a = b + 1 ke salah satu persamaan (1) atau (2).

 

ó a = b² – 1

ó (b + 1) = b² – 1

ó 2 = b² – b

ó 2 = b(b – 1)

ó b₁ = 2 meter

ó b₂ = 3 (TM)

 

Untuk menentukan nilai a, kita substitusikan nilai b₁ = 2.  

 

ó a = b² – 1  

ó a = (2)² – 1

ó a = 3 meter

 

Maka luas kedua bidang, A_Tot :

Luas daerah I (A₁),

ó A₁ = p₁ x L₁

ó A₁ = (a) x 1

ó A₁ = (3) x 1

ó A₁ = 3 m².

 

Luas daerah II (A₂)

 

ó A₂ = p₂ x L₂

ó A₂ = (1+b) x 1

ó A₂ = (1 + 2) x 1

ó A₂ = 3 m².

 

Maka luas total, A_Tot :

 

ó A_Tot = A₁ + A₂

ó A_Tot = (3+3)m².

ó A_Tot = 6 m².

 

Soal : 2

Sebuah batang yang panjangnya L dan massanya m dapat berotasi dengan bebas pada pada suatu bidang vertikal terhadap ujung A seperti pada gambar.

Batang mula – mula diam pada posisi horizontal dan kemudian dilepaskan. Pada saat batang membentuk sudut θ dengan vertikal, besar kecepatan sudutnya adalah … 

  

Soal : 3

Sebuah tangga dengan panjang L dan berat w = 50N diam pada dinding vertikal yang licin (lihat gambar). 

 

Jika koefisien gesek statis antara tangga dan tanah adalah μ = 0,40 tentukan sudut minimum θ sehingga tangga tidak akan tergelincir (slip).

Kegiatan Belajar dalam Foto

Gambar 1. Pembahasan soal Relativitas kelas XII IPA

Gambar 2. Pembahasan soal Relativitas kelas XII IPA bag (2)

Gambar 3. Suasana belajar kelas IX SMP saat bimbel