OSN-2017-03

Gerak Slip Roda di Atas Permukaan Kasar

OSN · 2017 · Mekanika

Tinjau sebuah roda pejal dengan massa M, jari-jari a dan momen inersia I terhadap sumbu roda yang melewati pusat massanya (lihat gambar). Roda berputar disekitar sumbunya dengan kelajuan sudut konstan ω_{0}, lalu dilepaskan pada posisi tegak di atas bidang lantai datar sehingga roda sempat tergelincir (slip) selama waktu υ lalu selanjutnya mulai menggelinding tanpa slip. Diketahui koefisien gesek antara roda dengan bidang lantai datar adalah μ .

(a)
$Tentukan besar υ dan kecepatan pusat massa roda v saat menggelinding. Buat sketsa grafik hubungan antara gaya F yang bekerja, kecepatan v dan kecepatan sudut ω terhadap waktu t .$
(b)
$Katakan roda dalam soal (a) di atas memiliki kelajuan pusat massa awal v_{0} selain kelajuan sudut ω_{0} sehingga roda mulai menggelingding tanpa slip tepat pada saat t = υ . Tentukan nilai υ tersebut dan kelajuan pusat massa v (υ). Hitung besar energi kinetik yang hilang karena harus mengatasi gaya gesek agar tidak slip.$
(c)
$Sekarang tinjau roda dalam soal (a) di atas yang telah memiliki kelajuan pusat massa awal v_{0} dan kelajuan sudut - ω_{0} . Dalam kasus sekarang, roda tergelincir dulu selama υ dan kemudian menggelinding tanpa slip. Tentukan nilai υ tersebut dan kelajuan pusat massa v (υ).$

Halaman ini menampilkan pernyataan soal. Gunakan Bank Soal untuk memilih soal lain atau buka AI Tutor untuk membahas soal ini.