Contoh Soal Momentum Sudut dan Pembahasannya
Menyajikan beragam informasi terbaru, terkini dan mengedukasi.
·waktu baca 4 menit
Tulisan dari Kabar Harian tidak mewakili pandangan dari redaksi kumparan
PerbesarMengerjakan contoh soal momentum sudut dapat membantu siswa dalam memahami materi momentum sudut. Momentum sudut sendiri merupakan salah satu materi yang dipelajari dalam mata pelajaran IPA pada tingkat SMA.
Momentum sudut adalah jenis momentum yang dimiliki oleh benda yang bergerak secara berputar atau berotasi. Besaran momentum sudut ditentukan oleh seberapa besar momen inersia dan kecepatan sudut yang dimiliki.
Menghitung besaran momentum sudut bisa dilakukan menggunakan rumus momentum sudut. Rumusnya cukup sederhana dan mudah diingat.
Memaksimalkan pemahaman materi momentum sudut dan penggunaan rumusnya dapat dilakukan dengan menyelesaikan beberapa contoh soal momentum sudut. Berikut ini adalah kumpulan contoh soal momentum sudut.
Contoh Soal Momentum Sudut
Berikut adalah contoh soal momentum sudut beserta dengan pembahasannya yang dikutip dari buku Cerdas Belajar Fisika yang ditulis oleh Kamajaya.
Soal 1
Tentukanlah besarnya momentum sudut dari sebuah piringan CD yang massanya 50 gram, jari-jari 6 cm, ketika sedang berotasi dengan sumbu putar melalui titik pusat massa dan tegak lurus piringan dengan kecepatan sudut 10 rads^-1!
Jawaban:
Diketahui:
Momen inersia piringan (I) = 1/2 mr^2 dengan m = 50 gram = 5 x 10^2kg dan r = 6 cm = 6 x 10-2, dan ω = 10 rads^-1.
Maka, momentum sudut:
L = I x ω
L = 1/2 mr^2 ω
L = 1/2 (5 x 10^-2 kg) (6 x 10^2 m)^2 (10 rads ^-1)
L = 9 x 10^-4 kg m^2 s^-1
Jadi, besaran momentum sudut dari piringan CD tersebut adalah 9 x 10^-4 kg m^2 s^-1. (Catatan: simbol ^ menandakan pangkat).
Soal 2
Sebuah partikel bermassa 0,2 gram bergerak melingkar dengan kecepatan sudut tetap 10 rad/s. Jika jari-jari lintasan partikel 3 cm, maka momentum sudut partikel itu adalah.....
Jawaban:
Diketahui:
Massa suatu partikel: 0,2 gram
Jari-jari lintasan partikel: 3 cm
Kecepatan sudut tetap: 10 rad/s
Dengan begitu, besaran momentum sudut dari partikel tersebut adalah:
L = I x ω
L = mr^2 ω
L = (2 x 10^-4) x (3 x 10^-2) x (10)
L = 18 x 10^-17
L = 1,8 x 10^-6
Jadi, besar momentum sudut partikel adalah 1,8 x 10^-6 kg m^2/s (Catatan: simbol ^ menandakan pangkat).
Soal 3
Sebuah massa m diikatkan pada ujung tali dan ujung tali lainnya dimasukkan pada lobang di atas meja. Mula-mula bola berputar dengan kecepatan v1 = 2,4 m/s pada jari-jari r1 = 0,8 m.
Kemudian perlahan-lahan tali ditarik ke bawah hingga jari-jari putaran turun menjadi r2 = 0,48 m. Hitunglah kecepatan v2!
Jawaban:
Pada contoh kasus di atas, rumus yang digunakan adalah berikut:
I1ω1 = 12ω2 atau mr1^2ω1 = mr^2ω2
Maka, kecepatan v2 adalah sebagai berikut:
ω2 = ω1 (r1^2/r2^2); perhatikan v = ω. r
v2 = r2ω2 = r2ω2 (r1^2/r2^2)
v2 = r2 (v2/r1) (r1^2/r2^2) = v1 (r1/r2)
v2 = (2,4 m/s) (0,8 m /0,48 m) = 4 m/s.
Jadi, kecepatan v2 adalah 4 m/s.
Selain itu, terdapat contoh soal momentum sudut yang dikutip dari Buku Pintar Pelajaran: Ringkasan Materi Dan Kumpulan Rumus Lengkap karya Drs. Joko Untoro
Soal 4
Sebuah roda memiliki massa 30 kg dan ukuran diameter 140 cm. Roda tersebut berotasi dengan kecepatan sudut 5 rad/s. Hitunglah momentum sudutnya!
Jawaban:
Diketahui:
Massa roda (m) = 30 kg
Jari-jari roda (r) = 140 cm/2 = 70 cm = 0,7 m
Kecepatan sudut (ω) = 5 rad/s
Jadi, momentum sudut roda tersebut adalah:
L = l x ω
L = m x r2 ω
L = (30 kg) (0,7 m)2 (5 rad/s)
L = (30 kg) (0,49 m2) (5 rad/s)
= 73,5 kg m2/s
Dari hasil perhitungan di atas, momentum sudut roda tersebut adalah 73,5 kg m2/s.
Soal 5
Suatu benda mempunyai momen inersia 3 kg m2 dan berotasi pada sumbu tetap dengan kecepatan sudut 2 rad/s. Berapa momentum sudut benda tersebut?
Jawaban:
Diketahui:
Momen inersia (I) = 3 kg m2
Kecepatan sudut (ω) = 2 rad/s
Maka, momentum sudut dari benda tersebut adalah:
L = I x ω
L = (3)(2)
L = 6 kg m2/s
Momentum sudut dari benda tersebut adalah 6 kg m2/s.
Baca Juga: 15 Contoh Soal Vektor Fisika dan Jawabannya
(SAI)