Soal Latihan Dan Balasan Kecepatan Maksimum Di Tikungan

Soal latihan Fisika ini dikumpulkan untuk membantu siswa mempelajari fisika menurut topik atau bahan tertentu. Soal pilihan berganda ini terdiri dari sedikit seri yang disusun menurut model soal dan tingkat kesulitan. Pada bab ini, topik yang akan kita bahas merupakan Gaya sentripetal pada gerak melingkar. Target dari latihan ini merupakan siswa sanggup mengunakan konsep gaya sentripetal untuk memilih kecepatan maksimum yang dipebolehkan biar kendaraan tak 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 biar kendaraan anda tak slip merupakan ….
   
   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 biar kendaraan tak slip merupakan :

   vmax = √g.R.μs

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

   Jawaban : B

2. Kecepatan maksimum yang diperbolehkan pada tikungan miring dan licin dengan jari-jari 19,2 meter dan kemiringan 37^o merupakan …..
   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 biar kendaraan tak slip ketika melaju di atas tikungan miring dan licin merupakan :

   vmax = √g.R.tan θ

   Dengan : 

   v_max = laju maksimum kendaraan biar tak 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 kendaraan beroda empat yang melaju dengan kecepatan 20 m/s di atas sebuah tikungan berbentuk setengah bulat dengan jari-jari 45 meter merupakan …..
   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 berangasan dengan jari-jari tikungan 40 m dan sudut kemiringan 37^o. Jika koefisien ukiran statis jalan merupakan 0,5; maka kecepatan maksimum yang diperbolehkan biar kendaraan beroda empat tersebut tak mengalami slip merupakan ….
   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 biar tak slip pada tikungan miring dan berangasan sanggup 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 berangasan dengan koefisien gesek 0,4 didesain khusus biar 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 berangasan :

   ⇒ v_max = √g.R.μ_s 

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

   ⇒ R = 100 m.

   Jawaban : E