SOAL LATIHAN DAN JAWABAN KECEPATAN MAKSIMUM DI TIKUNGAN

Soal latihan Fisika ini dikumpulkan untuk membantu siswa mempelajari fisika berdasarkan topik atau materi tertentu. Soal pilihan berganda ini terdiri dari beberapa seri yang disusun berdasarkan model soal dan tingkat kesulitan. Pada bagian ini, topik yang akan kita bahas adalah Gaya sentripetal pada gerak melingkar. Target dari latihan ini adalah siswa dapat mengunakan konsep gaya sentripetal untuk menentukan kecepatan maksimum yang dipebolehkan agar kendaraan tidak mengalami slip saat melaju di tikungan dan memahami konsep tersebut untuk menyelesaikan soal-soal aplikasi yang lebih kompleks.

1. Jika anda mengendarai sebuah mobil dan berbelok pada sebuah tikungan datar yang kasar, maka kecepatan maksimum yang diperbolehkan agar kendaraan anda tidak slip adalah ....
   
   A. v_max = √g.R.
   B. v_max = √g.R.μ_s
   C. v_max = √5.g.R.
   D. v_max = √g.R.sin μ
   E. v_max = √g.R.tan θ
   

   Pembahasan :
   Untuk tikungan datar dan kasar, maka kecepatan maksimum yang diperbolehkan agar kendaraan tidak slip adalah :
   
   

   vmax = √g.R.μs

   
   Dengan :
   v_max = laju maksimum kendaraan agar tidak slip (m/s)
   g = percepatan gravitasi (m/s²)
   R = jari-jari putaran jalan (m)
   μ_s = koefisien gesekan statis.
   

   Jawaban : B

   
   
2. Kecepatan maksimum yang diperbolehkan pada tikungan miring dan licin dengan jari-jari 19,2 meter dan kemiringan 37^o adalah .....
   
   A. 16 m/s
   B. 14 m/s
   C. 12 m/s
   D. 10 m/s
   E. 8 m/s
   

   Pembahasan :
   Kecepatan maksimum yang diperbolehkan agar kendaraan tidak slip saat melaju di atas tikungan miring dan licin adalah :
   
   

   vmax = √g.R.tan θ

   
   Dengan : 
   

   v_max = laju maksimum kendaraan agar tidak slip (m/s)
   g = percepatan gravitasi (m/s²)
   R = jari-jari putaran jalan (m)
   θ = sudut kemiringan jalan terhadap horizontal.

   
   Berdasarkan rumus tersebut :
   ⇒ v_max = √g.R.tan θ
   ⇒ v_max = √10.(19,2).tan 37^o
   ⇒ v_max = √192 (¾)
   ⇒ v_max = √144
   ⇒ v_max = 12 m/s.
   

   Jawaban : C

   
   
3. Percepatan sentripetal yang dialami oleh sebuah mobil yang melaju dengan kecepatan 20 m/s di atas sebuah tikungan berbentuk setengah lingkaran dengan jari-jari 45 meter adalah .....
   
   A. 9,8 m/s²
   B. 8,9 m/s²
   C. 6,4 m/s²
   D. 5,6 m/s²
   E. 5,2 m/s²
   

   Pembahasan :
   Dik R = 45 m, v = 20 m/s.
   
   Besar percepatan sentripetal berbanding lurus dengan kuadrat kecepatan benda dan berbanding terbalik dengan jari-jari lintasan.
   

   ⇒ as =	v2
   	R

   ⇒ as =	202
   	45

   ⇒ as =	400
   	45

   ⇒ as = 8,9 m/s².
   

   Jawaban : B

   
   
4. Sebuah mobil melaju pada tikungan miring dan kasar dengan jari-jari tikungan 40 m dan sudut kemiringan 37^o. Jika koefisien gesekan statis jalan adalah 0,5; maka kecepatan maksimum yang diperbolehkan agar mobil tersebut tidak mengalami slip adalah ....
   
   A. 28,8 m/s
   B. 28,3 m/s
   C. 26,5 m/s
   D. 26,1 m/s
   E. 25,8 m/s
   

   Pembahasan :
   Dik : R = 40 m, θ = 37^o, μ_s = 0,5.
   
   Kecepatan maksimum agar tidak slip pada tikungan miring dan kasar dapat dihitung dengan rumus berikut :
   

   ⇒	vmax2	=	μs + tan θ
   	g.R		1 − μs tan θ

   ⇒	vmax2	=	0,5 + tan 37o
   	10(40)		1 − 0,5 tan 37o

   ⇒	vmax2	=	0,5 + ¾
   	400		1 − 0,5 (¾)

   ⇒	vmax2	=	1,25
   	400		0,625

   ⇒ v_max² = 800
   ⇒ v_max = 28,3 m/s.
   

   Jawaban : B

   
   
5. Jika sebuah tikungan datar dan kasar dengan koefisien gesek 0,4 didesain khusus agar dapat dilalui oleh kendaraan berkecepatan maksimum 20 m/s dengan aman, maka jari-jari tikungan harus dibuat sebesar ....
   A. 50 m
   B. 56 m
   C. 68 m
   D. 85 m
   E. 100 m
   

   Pembahasan :
   

   Berdasarkan rumus kecepatan maksimum ada tikungan datar dan kasar :

   ⇒ v_max = √g.R.μ_s 

   ⇒ 20 = √10.R.(0,4)
   ⇒ 20 = √4R
   ⇒ 400 = 4R

   ⇒ R = 100 m.

   Jawaban : E

   
   

 

Share ke Facebook >>

Edutafsi.com adalah blog tentang bahan belajar. Gunakan menu atau penelusuran untuk menemukan bahan belajar yang ingin dipelajari.