Bagi kamu yang hobi belajar Fisika, tentunya membaca dan berlatih soal bisa menjadi cara efektif untuk mengasah otak. Kali ini, coba taklukan contoh soal momentum sudut berikut ini.
Secara singkat, momentum sudut adalah suatu momentum yang dimiliki oleh partikel atau benda yang bergerak secara memutar. Momentum sudut bisa dicari melalui perkalian antara momen inersia suatu partikel/benda dengan kecepatan sudutnya. Agar lebih jelas, coba perhatikan contoh soal momentum sudut dan pembahasannya berikut ini.
Contoh Soal Momentum Sudut dan Penyelesaiannya
Contoh Soal Momentum Sudut 1
Bila sebuah piringan kaset (CD) memiliki massa = 0,05 kg dan r = 6 cm, lalu piringan tersebut berotasi dengan sumbu putar melalui titik pusat massa dan tegak lurus piringan dengan kecepatan sudut 10 rad/sekon, maka berapakah besar momentum sudutnya?
Pembahasan
Untuk mengerjakan soal ini, pertama-tama kamu perlu mengetahui dulu momen inersia piringan, yakni melalui persamaan (I) = ½mr^2.
Dengan demikian, momen inersianya adalah = ½ . 0,05 . (0,06 m)^2
Maka hasilnya:
I = 0,025 . 0,0036 = 0,00009
I = 9 x 10^-5
Sementara, momentum sudut dapat diketahui melalui cara berikut.
L = I x ω
L = 9 x 10^-5 x 10 = 9 x 10^-4 kgm^2/s
Jadi, besar momentum sudut dari piringan kaset tersebut adalah 9 x 10^-4 kgm^2/s.
Contoh Soal Momentum Sudut 2
Terdapat sebuah partikel yang memiliki massa 0,2 gram. Partikel tersebut bergerak melingkar dengan kecepatan sudut tetap sebesar 10 rad/s. Jika r lintasan partikel = 3 cm maka berapa besarkah momentum sudut partikel tersebut?
Pembahasan
Sebelum menjawab soal ini, sebaiknya kamu tuliskan terlebih dulu unsur-unsur yang diketahui dalam soal. Jangan lupa untuk selalu mengubah satuan massa ke dalam kg dan panjang jari-jari lintasan ke dalam meter.
Berikut diantaranya:
massa = 0,2 gram = 0,2 x 10^-3
r lintasan = 3 cm = 3 x 10^-2
kecepatan sudut tetap = 10 rad/s
Maka, selanjutnya gunakan rumus: L = I x ω
L = I x ω
L = m . r^2 . ω
Selanjutnya, masukkan nilainya ke dalam rumus:
L = 0,2 x 10^-3 . (3 x 10-2)^2 . 10
L = 0,2 x 10^-3 . 9 x 10^-4 . 10
Setelah dihitung secara teliti maka hasilnya:
L = 18 x 10^-7 atau sama dengan 1,8 x 10^-6
Jadi, besar momentum sudut partikel tersebut adalah 18 x 10^-7 kgm^2/s atau 1,8 x 10^-6 kgm^2/s
Contoh Soal Momentum Sudut 3
Sebuah massa m diikatkan pada ujung tali, kemudian ujung tali lainnya dimasukkan pada lubang di atas meja. Pada mulanya, bola berputar dengan kecepatan v1 = 2,4 m/s pada jari-jari r1 = 0,8 meter. Lalu, tali ditarik secara perlahan-lahan ke arah bawah sehingga jari-jari putaran menurun menjadi r2 = 0,48 meter. Maka berapakah kecepatan v2-nya?
Pembahasan
Soal nomor 3 memang agak rumit dibandingkan soal pertama dan kedua. Untuk mengerjakannya, kamu dapat menggunakan rumus berikut.
I1ω1 = I2ω2
Berikut alur pengerjaannya.
I1ω1 = I2ω2
m . (r1)^2 . ω1 = m . (r2)^2 . ω2
Dikarenakan besar massa tidak disebutkan dalam soal, maka persamaannya menjadi:
(r1)^2 . ω1 = (r2)^2 . ω2
Apakah kamu ingat, bahwa: ω = v/r ?
Maka, v = w . r sehingga persamaannya menjadi:
v1 . r1 = v2 . r2
Maka, untuk mencari kecepatan v2-nya:
v2 = v1 . r1 / r2
Selanjutnya, masukkan nilainya:
v2 = 2,4 . 0, 8 / 0,48
v2 = 24 x 10^-1 x 8 x 10^-1 / 48 x 10^-2
Hasilnya,
v2 = 4 m/s
Jadi, kecepatan v2-nya adalah 4 m/s.
Itulah beberapa contoh soal momentum sudut dan pembahasannya. Setelah mengerjakan 3 soal di atas, kamu semakin memahami konsep momentum sudut dan cara penyelesaiannya. Silakan pelajari kembali jika kamu masih belum mengerti.
Untuk mengetahui seberapa baik perkembangan belajarmu, maka kamu bisa mengerjakan soal-soal tersebut sekali lagi. Tetapi, kali ini jangan tergesa-gesa untuk melihat pembahasannya ya. Kerjakan sampai selesai, baru setelahnya melihat pembahasan.
Jika sudah, maka kamu bisa mengerjakan contoh soal momen gaya dan momen inersia. Yuk dicicipi soal-soalnya yang zuper pedas!
Komentar ditutup.