Jati HarmokoContoh 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/𝞹 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:
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
EK = ½ I . ω2
EK = ½ 0,02 . 122
EK = 1,44 J
