Soal Latihan Dan Tanggapan Kecepatan Maksimum Di Tikungan

Soal tes Fisika ini dikumpulkan untuk memmenolong siswa mempelajari fisika menurut topik atau bahan tertentu. Soal pilihan berganda ini terdiri dari beberapa seri yang disusun menurut model soal dan tingkat kesusahan. Pada bab ini, topik yang akan kita bahas ialah Gaya sentripetal pada gerak melingkar. Target dari tes ini ialah siswa sanggup mengunakan konsep gaya sentripetal untuk memilih kecepatan maksimum yang dipebolehkan supaya kendaraan tidak mengalami slip ketika melaju di tikungan dan memahami konsep tersebut untuk menuntaskan soal-soal aplikasi yang lebih kompleks.

1. Jika anda mengendarai sebuah kendaraan beroda empat dan berbelok pada sebuah tikungan datar yang kasar, maka kecepatan maksimum yang diperbolehkan supaya kendaraan anda tidak slip ialah ....
   
   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 supaya kendaraan tidak slip ialah :
   
   

   vmax = √g.R.μs

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

   Jawaban : B

   
   
2. Kecepatan maksimum yang diperbolehkan pada tikungan miring dan licin dengan jari-jari 19,2 meter dan kemienteng 37^o ialah .....
   
   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 supaya kendaraan tidak slip ketika melaju di atas tikungan miring dan licin ialah :
   
   

   vmax = √g.R.tan θ

   
   melaluiataubersamaini : 
   

   v_max = laju maksimum kendaraan supaya tidak slip (m/s)
   g = percepatan gravitasi (m/s²)
   R = jari-jari putaran jalan (m)
   θ = sudut kemienteng 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 kendaraan beroda empat yang melaju dengan kecepatan 20 m/s di atas sebuah tikungan berbentuk setengah bulat dengan jari-jari 45 meter ialah .....
   
   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 kendaraan beroda empat melaju pada tikungan miring dan garang dengan jari-jari tikungan 40 m dan sudut kemienteng 37^o. Jika koefisien tabrakan statis jalan ialah 0,5; maka kecepatan maksimum yang diperbolehkan supaya kendaraan beroda empat tersebut tidak mengalami slip ialah ....
   
   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 supaya tidak slip pada tikungan miring dan garang sanggup dihitung dengan rumus diberikut :
   

   ⇒	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 garang dengan koefisien gesek 0,4 didesain khusus supaya sanggup dilalui oleh kendaraan berkecepatan maksimum 20 m/s dengan aman, maka jari-jari tikungan harus dibentuk 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 garang :

   ⇒ v_max = √g.R.μ_s 

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

   ⇒ R = 100 m.

   Jawaban : E