Bagian 11: Contoh Soal TKA Fisika 2025: Dinamika Rotasi (Momen Gaya dan Momen Inersia)

 

Simulasi Dinamika Rotasi - Kontrol Gaya & Sudut

Subelemen: Momen Gaya (Torsi) dan Momen Inersia

Soal Eksplorasi: Sebuah kunci pas digunakan untuk memutar baut. Ubah besar gaya (F) dan sudut (θ) untuk melihat bagaimana torsi dan percepatan sudut berubah. (Massa kunci pas 500 gram, panjang 20 cm, poros di kepala).

Kontrol Gaya & Sudut

Gaya (F): 15 N

Sudut (θ): 37°

* Sudut positif = gaya di bawah horizontal (searah jarum jam)
* Sudut negatif = gaya di atas horizontal (berlawanan jarum jam)
* Tombol arah membalikkan arah gaya (atas/bawah) tanpa mengubah besar sudut.

Animasi Simulasi Gerak Mode Otomatis

F

15 N

Gaya

r

0.2 m

Lengan Gaya

θ

37°

Sudut

τ

1.8 N·m

Torsi

(CW)

I

0.0067 kg·m²

Momen Inersia

α

270 rad/s²

Percepatan Sudut

ω & θ

0.00 rad/s

0.0° (Putaran)

Kecepatan & Posisi Sudut

💡 Klik dan seret kunci pas untuk memutarnya secara manual, atau gunakan tombol Mulai untuk simulasi otomatis sesuai kontrol F dan θ.

Uji Pemahaman (Soal Awal)

Jika F = 15 N, θ = 37° (arah bawah), berapakah percepatan sudut yang dihasilkan?

180 rad/s² 270 rad/s² 360 rad/s² 1080 rad/s² 1440 rad/s²

Pembahasan Lengkap (Soal Awal):

Pada soal awal, gaya berada di bawah horizontal (θ = 37°), sehingga torsi searah jarum jam (CW).

1. Menghitung Torsi (τ): τ = r × F × sin(θ) = 0,2 × 15 × 0,6 = 1,8 N·m (CW)
2. Menghitung Momen Inersia (I): I = (1/3) × m × L² = (1/3) × 0,5 × (0,2)² = 0,0067 kg·m²
3. Menghitung Percepatan Sudut (α): α = τ / I = 1,8 / (1/150) = 270 rad/s²

Eksplorasi dengan kontrol di atas untuk melihat bagaimana perubahan F dan θ mempengaruhi torsi dan percepatan sudut.