5 Contoh Soal Energi Kinetik Rotasi dan Pembahasannya

Soal No. 1

Suatu benda mempunyai momen inersia 1 kgm2 berotasi pada sumbu tetap dengan kecepatan sudut 2 rad/s. Berapa energi kinetik rotasi benda tersebut?

Pembahasan:

Diketahui:

I = 1 kgm2

ω = 2 rad/s

Ditanyakan: EK = …?

Jawaban:

EK = ½ I ω2

EK = ½ 1 . 22 = 2 J

Soal No. 2

Sebuah benda berbentuk bola pejal memiliki massa 5 kg dan jari – jari 20 cm. Jika benda berotasi dengan kecepatan sudut 4 rad/s, maka tentukanlah energi kinetik rotasi benda!

Pembahasan:

Diketahui:

m = 5 kg

r = 20 cm = 0,2 m

ω = 4 rad/s

Ditanyakan: EK = …?

Jawaban:

EK = ½ I . ω2

EK = ½ . 2/5 . m . r2 . ω2

EK = ½ . 2/5 . 5 . 0,22 . 42

EK = ½ .  0,08 . 16 = 0,64 J

Soal No. 3

Seorang penari balet berputar 60/∏ ppm dengan kedua lengannya direntangkan. Pada saat itu momen inersia penari 8 kgm2. Kemudian kedua lengannya dirapatkan sehingga momen inersianya menjadi 2 kgm2. Tentukanlah energi kinetik rotasi penari setelah momen inersianya berubah.

Pembahasan:

Diketahui:

ω1 = 60/∏ ppm = 60/∏ (∏/30) = 2 rad/s

I1 = 8 kgm2

I2 = 2 kgm2

Ditanyakan: EK2 = …?

Jawaban:

I1 . ω1 = I2 . ω2

8 . 2 = 2 . ω2

ω2 = 16/2 = 8 rad/s

EK2 = ½ I2 . ω22

EK2 = ½ . 2 . 82

EK2 = 64 J

Soal No. 4

Sebuah partikel bermassa 0,5 kg bergerak melingkar dengan kecepatan sudut tetap 2 rad/s. Tentukan energi kinetik rotasi partikel jika jari – jari lintasan partikel 10 cm!

Pembahasan:

Diketahui:

m = 0,5 kg

r = 10 cm = 0,1m

ω = 2 rad/s

Ditanyakan: EK = …?

Jawaban:

EK = ½ I . ω2

EK = ½ . m . r2 . ω2

EK = ½ . 0,5 . 0,12 . 22 = 0,01 J

Soal No. 5

Benda berupa cakram bermassa 4 kg berjari – jari 0,1 m mula – mula berotasi dengan kecepatan 4 rad/s. Jika benda dipercepat 2 rad/s2, maka tentukanlah energi kinetik rotasi benda setelah 4 detik.

Pembahasan:

Diketahui:

m = 4 kg

r = 0,1 m

ω0 = 4 rad/s

α = 2 rad/s2

t = 4 s

Ditanyakan: EK =…?

Jawaban:

ωt = ω0 + α.t

ωt = 4 + 2 . 4 = 12 rad/s

I = ½ m . r2

I = ½ 4 . 0,12 = 0,02 kgm2

E= ½ I . ω2

EK = ½ 0,02 . 122

EK = 1,44 J

You may also like...