Latihan Soal Fisika Kelas 11 SMA IPA Materi Analisis Titik Berat dan Momen Inersia

Materi Soal

Selamat datang di materi Latihan Soal Fisika Kelas 11 SMA IPA yang akan membahas tentang Analisis Titik Berat dan Momen Inersia. Di sini, kita akan menggali lebih dalam mengenai konsep titik berat, yang merupakan salah satu aspek penting dalam memahami dinamika benda tegar. Pembelajaran ini dirancang untuk membantu kamu memahami bagaimana cara menentukan titik berat dari berbagai bentuk benda dan bagaimana momen inersia mempengaruhi pergerakan benda tersebut. Dengan mengunjungi bimbel.net/, kamu akan menemukan berbagai latihan soal yang menarik untuk mengasah kemampuanmu dalam menganalisis fenomena fisika ini.

Dalam materi ini, kita juga akan mempelajari momen inersia, yang merupakan sebuah konsep fisika yang menjelaskan bagaimana distribusi masa dari suatu benda mempengaruhi percepatan angularnya. Dengan pemahaman yang baik mengenai momen inersia, kalian dapat menjelaskan mengapa beberapa objek lebih sulit untuk diputar dibandingkan objek lainnya. Tujuan dari pelajaran ini adalah untuk memperkuat pengetahuan dasar kalian yang akan sangat berguna saat menghadapi ujian nasional dan berbagai tantangan di dunia fisika. Semoga pengalaman belajar ini dapat membantu kalian memahami konsep titik berat dan momen inersia dengan lebih mendalam sehingga dapat diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari serta ujian-ujian mendatang.

Latihan Soal

1) Titik berat sebuah batang homogen dengan panjang $10 \text{ m}$ terletak pada jarak…

A. $2,5 \text{ m}$ dari salah satu ujung
B. $5,0 \text{ m}$ dari salah satu ujung
C. $7,5 \text{ m}$ dari salah satu ujung
D. $10,0 \text{ m}$ dari salah satu ujung
E. Titik berat tidak dapat ditentukan

2) Sebuah benda terdiri dari dua batang homogen. Batang 1 memiliki panjang $L_1=4 \text{ m}$ dan massa $m_1=2 \text{ kg}$. Batang 2 memiliki panjang $L_2=6 \text{ m}$ dan massa $m_2=3 \text{ kg}$. Jika kedua batang disambung memanjang, maka titik berat gabungannya dari ujung batang 1 adalah…

A. $3,0 \text{ m}$
B. $4,0 \text{ m}$
C. $5,2 \text{ m}$
D. $6,0 \text{ m}$
E. $6,4 \text{ m}$

3) Sebuah pelat homogen berbentuk persegi panjang dengan panjang $8 \text{ cm}$ dan lebar $6 \text{ cm}$. Titik berat pelat tersebut adalah…

A. $(4,3)$
B. $(3,4)$
C. $(2,3)$
D. $(3,2)$
E. $(0,0)$

4) Sebuah benda kaku yang terdiri dari 3 partikel. Partikel 1 ($m_1=2 \text{ kg}$) pada $(1,0)$, partikel 2 ($m_2=3 \text{ kg}$) pada $(3,0)$, dan partikel 3 ($m_3=5 \text{ kg}$) pada $(5,0)$. Titik berat sistem partikel ini berada pada koordinat…

A. $(3,0)$
B. $(3,4)$
C. $(3,6)$
D. $(3,8)$
E. $(3,2)$

5) Momen inersia sebuah partikel bermassa $m$ yang berputar pada jari-jari $r$ adalah…

A. $mr$
B. $mr^2$
C. $m^2r$
D. $m/r^2$
E. $m^2r^2$

6) Sebuah batang homogen panjang $L$ dan massa $M$ diputar dengan poros di tengah batang. Momen inersianya adalah $\frac{1}{12}ML^2$. Jika poros dipindahkan ke salah satu ujung batang, momen inersianya menjadi…

A. $\frac{1}{6}ML^2$
B. $\frac{1}{4}ML^2$
C. $\frac{1}{3}ML^2$
D. $\frac{2}{3}ML^2$
E. $\frac{1}{2}ML^2$

7) Dua bola masing-masing bermassa $m_1=2 \text{ kg}$ dan $m_2=3 \text{ kg}$ dihubungkan oleh sebuah batang ringan tak bermassa sepanjang $10 \text{ cm}$. Jika sistem diputar pada poros yang terletak di tengah batang, momen inersia totalnya adalah…

A. $0,0125 \text{ kg.m}^2$
B. $0,025 \text{ kg.m}^2$
C. $0,05 \text{ kg.m}^2$
D. $0,125 \text{ kg.m}^2$
E. $0,25 \text{ kg.m}^2$

8) Sebuah cakram pejal bermassa $M$ dan jari-jari $R$ diputar dengan poros melalui pusatnya. Momen inersianya adalah $\frac{1}{2}MR^2$. Jika cakram diputar pada poros yang menyinggung tepi cakram, momen inersianya menjadi…

A. $\frac{1}{4}MR^2$
B. $\frac{1}{2}MR^2$
C. $MR^2$
D. $\frac{3}{2}MR^2$
E. $2MR^2$

9) Titik berat sistem benda 2 dimensi dihitung menggunakan rumus…

A. $X_0=\frac{\sum m_ix_i}{\sum m_i}$
B. $X_0=\frac{\sum A_ix_i}{\sum A_i}$
C. $X_0=\frac{\sum V_ix_i}{\sum V_i}$
D. $Y_0=\frac{\sum m_iy_i}{\sum m_i}$
E. Jawaban A dan D benar

10) Momen inersia sebuah cincin tipis bermassa $M$ dan jari-jari $R$ dengan poros melalui pusat adalah…

A. $\frac{1}{2}MR^2$
B. $\frac{2}{5}MR^2$
C. $MR^2$
D. $\frac{1}{3}ML^2$
E. $\frac{1}{12}ML^2$

11) Sebuah sistem terdiri dari tiga partikel: $m_1=2 \text{ kg}$ pada $(0,0)$, $m_2=3 \text{ kg}$ pada $(2,0)$, dan $m_3=5 \text{ kg}$ pada $(0,4)$. Titik berat sistem ini berada pada koordinat…

A. $(0,6;2,0)$
B. $(0,6;2,2)$
C. $(1,2;2,0)$
D. $(1,2;2,2)$
E. $(0,6;1,8)$

12) Sebuah kawat homogen dibentuk menjadi setengah lingkaran dengan jari-jari $R$. Titik berat kawat dari pusat lingkaran adalah…

A. $\frac{R}{\pi}$
B. $\frac{2R}{\pi}$
C. $\frac{4R}{3\pi}$
D. $\frac{2R}{3\pi}$
E. $\frac{R}{2\pi}$

13) Sebuah batang homogen panjang $1 \text{ m}$ dan massa $2 \text{ kg}$ diputar dengan poros $20 \text{ cm}$ dari salah satu ujungnya. Momen inersia batang adalah…

A. $0,1 \text{ kg.m}^2$
B. $0,12 \text{ kg.m}^2$
C. $0,14 \text{ kg.m}^2$
D. $0,16 \text{ kg.m}^2$
E. $0,18 \text{ kg.m}^2$

14) Sebuah silinder pejal bermassa $M$ dan jari-jari $R$ diputar dengan poros melalui pusatnya. Momen inersianya adalah $\frac{1}{2}MR^2$. Jika silinder pejal diganti dengan bola pejal dengan massa dan jari-jari yang sama, momen inersia bola pejal adalah…

A. $\frac{1}{2}MR^2$
B. $\frac{2}{3}MR^2$
C. $\frac{2}{5}MR^2$
D. $\frac{1}{3}MR^2$
E. $MR^2$

15) Sebuah pelat homogen berbentuk persegi panjang dengan ukuran $6 \text{ cm} \times 4 \text{ cm}$. Di atasnya diletakkan pelat lain dengan ukuran $4 \text{ cm} \times 2 \text{ cm}$, seperti gambar. Titik berat gabungan kedua pelat adalah… (ambil acuan di pojok kiri bawah)

A. $(3,2,6)$
B. $(2,6,3)$
C. $(3,2,8)$
D. $(2,8,3)$
E. $(2,6,2,6)$

16) Dua partikel, $m_1$ dan $m_2$, berjarak $L$. Jika momen inersia sistem terhadap sumbu yang melalui $m_1$ adalah $I_1=m_2L^2$, maka momen inersia sistem terhadap sumbu yang melalui $m_2$ adalah…

A. $m_1L^2$
B. $m_2L^2$
C. $(m_1+m_2)L^2$
D. $(m_1−m_2)L^2$
E. $\frac{m_1m_2}{m_1+m_2}L^2$

17) Sebuah kawat homogen dibentuk menjadi huruf L dengan panjang $8 \text{ cm}$ di sumbu Y dan $6 \text{ cm}$ di sumbu X. Titik berat kawat dari titik O adalah…

A. $(2,3)$
B. $(2,5;3,2)$
C. $(3,2,5)$
D. $(2,3,2)$
E. $(3,2;2,5)$

18) Sebuah silinder pejal bermassa $10 \text{ kg}$ dan jari-jari $1 \text{ m}$. Silinder tersebut berputar dengan sumbu putar melalui pusatnya. Momen inersianya adalah…

A. $2,5 \text{ kg.m}^2$
B. $5,0 \text{ kg.m}^2$
C. $7,5 \text{ kg.m}^2$
D. $10,0 \text{ kg.m}^2$
E. $20,0 \text{ kg.m}^2$

19) Tentukan koordinat titik berat dari bangun datar di bawah ini. Bangun 1 adalah persegi panjang $8 \text{ cm} \times 6 \text{ cm}$, bangun 2 adalah persegi panjang $6 \text{ cm} \times 4 \text{ cm}$ (berada di atas bangun 1).

A. $(4,3,6)$
B. $(3,4,6)$
C. $(4,4,8)$
D. $(3,6,4)$
E. $(4,6,3)$

20) Titik berat adalah titik dimana resultan gaya gravitasi (berat) benda bekerja. Ini adalah konsep penting dalam analisis…

A. Energi potensial
B. Keseimbangan benda tegar
C. Energi kinetik
D. Momen gaya
E. Usaha dan energi

21) Sebuah benda terdiri dari dua partikel. Partikel pertama memiliki massa $m$ dan berjarak $d$ dari poros, sedangkan partikel kedua memiliki massa $2m$ dan berjarak $2d$ dari poros. Momen inersia total sistem ini adalah…

A. $3md^2$
B. $5md^2$
C. $7md^2$
D. $9md^2$
E. $11md^2$

22) Sebuah pelat homogen berbentuk segitiga sama sisi dengan panjang sisi $s$. Titik beratnya adalah…

A. Di perpotongan garis berat
B. Di perpotongan garis tinggi
C. Di perpotongan garis bagi
D. Di perpotongan garis sumbu
E. Semua jawaban di atas benar

23) Sebuah bola pejal bermassa $M$ dan jari-jari $R$ diputar dengan poros di salah satu tepi. Momen inersianya adalah…

A. $\frac{2}{5}MR^2$
B. $\frac{3}{5}MR^2$
C. $\frac{7}{5}MR^2$
D. $\frac{2}{3}MR^2$
E. $\frac{1}{2}MR^2$

24) Titik berat gabungan dua batang homogen. Batang 1 panjang $L_1=4 \text{ m}$, batang 2 panjang $L_2=2 \text{ m}$, disambung tegak lurus (berbentuk L). Jika titik sambungan sebagai titik acuan $(0,0)$, maka koordinat titik berat gabungannya adalah…

A. $(2/3,1)$
B. $(1,2/3)$
C. $(1,2/3)$
D. $(1/3,1)$
E. $(2/3,1/3)$

25) Sebuah bola berongga dengan massa $M$ dan jari-jari $R$ diputar dengan poros melalui pusatnya. Momen inersianya adalah…

A. $\frac{1}{2}MR^2$
B. $\frac{2}{5}MR^2$
C. $\frac{1}{3}MR^2$
D. $\frac{2}{3}MR^2$
E. $MR^2$

26) Sebuah benda tegar memiliki momen inersia $I$. Jika momen gaya yang bekerja pada benda tersebut adalah $τ$, maka percepatan sudut $(\alpha)$ benda adalah…

A. $\alpha=τ/I$
B. $\alpha=I/τ$
C. $\alpha=τ\cdot I$
D. $\alpha=\sqrt{\frac{τ}{I}}$
E. $\alpha=τ^2/I$

27) Sebuah batang homogen sepanjang $L$ memiliki massa $m$. Jika batang dipotong menjadi dua bagian, satu bagian $\frac{1}{3}L$ dan bagian lainnya $\frac{2}{3}L$, momen inersia masing-masing bagian terhadap poros di ujung potongannya adalah…

A. $\frac{1}{27}mL^2$ dan $\frac{2}{9}mL^2$
B. $\frac{1}{9}mL^2$ dan $\frac{4}{9}mL^2$
C. $\frac{1}{27}mL^2$ dan $\frac{8}{27}mL^2$
D. $\frac{1}{9}mL^2$ dan $\frac{2}{3}mL^2$
E. $\frac{1}{3}mL^2$ dan $\frac{2}{3}mL^2$

28) Sebuah kawat homogen dengan massa $M$ dan panjang $L$ dibentuk menjadi lingkaran. Momen inersia lingkaran tersebut terhadap sumbu yang tegak lurus bidang lingkaran dan melalui pusatnya adalah…

A. $\frac{1}{2}ML^2$
B. $\frac{1}{4}ML^2$
C. $\frac{ML^2}{4\pi^2}$
D. $\frac{ML^2}{4}$
E. $\frac{ML^2}{\pi^2}$

29) Perhatikan gambar bangun datar berikut: sebuah persegi panjang $10 \times 8 \text{ cm}$, di atasnya terdapat segitiga sama kaki dengan tinggi $6 \text{ cm}$ dan alas $8 \text{ cm}$. Titik berat gabungan bangun tersebut adalah… (ambil acuan di pojok kiri bawah)

A. $(4,5,5)$
B. $(4,6,2)$
C. $(4,6,5)$
D. $(5,6,2)$
E. $(5,6,5)$

30) Sebuah silinder berongga tipis bermassa $M$ dan jari-jari $R$. Momen inersianya terhadap sumbu yang melewati pusatnya adalah…

A. $\frac{1}{2}MR^2$
B. $MR^2$
C. $\frac{1}{3}MR^2$
D. $\frac{2}{3}MR^2$
E. $\frac{2}{5}MR^2$

31) Teorema sumbu sejajar digunakan untuk menentukan momen inersia jika…

A. Poros putar melewati pusat massa benda.
B. Poros putar tidak melewati pusat massa benda.
C. Benda berotasi pada sumbu x.
D. Benda berotasi pada sumbu y.
E. Benda berotasi pada sumbu z.

32) Momen inersia sebuah batang homogen terhadap poros yang melewati $\frac{1}{4}$ panjangnya dari ujung adalah…

A. $\frac{1}{16}ML^2$
B. $\frac{7}{48}ML^2$
C. $\frac{1}{12}ML^2$
D. $\frac{5}{12}ML^2$
E. $\frac{1}{3}ML^2$

33) Perhatikan gambar berikut. Bangun 1 adalah persegi dengan sisi $8 \text{ cm}$. Bangun 2 adalah lingkaran dengan jari-jari $2 \text{ cm}$. Lingkaran tersebut dilubangi di tengah persegi. Titik berat bangun tersebut dari pojok kiri bawah adalah…

A. $(4,4)$
B. $(4,4)$
C. $(4,4)$
D. $(4,4)$
E. $(4,4)$

34) Momen inersia adalah ukuran kelembaman suatu benda untuk berotasi. Nilainya bergantung pada…

A. Massa benda dan laju rotasi.
B. Massa benda dan bentuk benda.
C. Massa benda, bentuk benda, dan posisi sumbu putar.
D. Bentuk benda dan laju rotasi.
E. Laju rotasi dan posisi sumbu putar.

35) Sebuah bola pejal bermassa $10 \text{ kg}$ dan jari-jari $0,2 \text{ m}$ menggelinding pada bidang miring. Momen inersia bola pejal adalah…

A. $0,08 \text{ kg.m}^2$
B. $0,12 \text{ kg.m}^2$
C. $0,16 \text{ kg.m}^2$
D. $0,20 \text{ kg.m}^2$
E. $0,24 \text{ kg.m}^2$

36) Sebuah pelat homogen berbentuk setengah lingkaran dengan jari-jari $R$. Titik berat pelat dari diameter lurusnya adalah…

A. $\frac{R}{\pi}$
B. $\frac{2R}{\pi}$
C. $\frac{4R}{3\pi}$
D. $\frac{R}{2\pi}$
E. $\frac{2R}{3\pi}$

37) Momen inersia gabungan sebuah batang homogen dengan panjang $1 \text{ m}$ dan massa $2 \text{ kg}$, serta sebuah partikel bermassa $1 \text{ kg}$ yang ditempelkan di salah satu ujung batang. Sumbu rotasi berada di ujung batang tempat partikel ditempelkan. Momen inersia totalnya adalah…

A. $1,67 \text{ kg.m}^2$
B. $2,33 \text{ kg.m}^2$
C. $3,00 \text{ kg.m}^2$
D. $4,00 \text{ kg.m}^2$
E. $5,00 \text{ kg.m}^2$

38) Sebuah bola pejal bermassa $M$ dan jari-jari $R$ diputar dengan poros melalui pusatnya. Jika massa bola digandakan dan jari-jarinya diperkecil menjadi setengahnya, maka momen inersia barunya adalah…

A. $\frac{1}{2}I_0$
B. $I_0$
C. $2I_0$
D. $4I_0$
E. $\frac{1}{4}I_0$

39) Sebuah pelat persegi panjang dengan panjang $L$ dan lebar $W$ memiliki titik berat di koordinat $(x,y)$. Jika pelat dipotong menjadi setengah, maka koordinat titik beratnya yang baru adalah…

A. Sama dengan titik berat semula
B. Berubah sesuai dengan sisa pelat
C. Tidak dapat ditentukan
D. Tergantung pada sumbu potongannya
E. Berada di tengah-tengah salah satu sisi

40) Momen inersia sebuah sistem partikel dirumuskan sebagai…

A. $\sum m_ir_i$
B. $\sum m_ir_i^2$
C. $\sum m_i^2r_i$
D. $\sum m_i/r_i$
E. $\sum m_i/r_i^2$

Website Ujian Online

Bagaimana perasaanmu setelah mencoba latihan soal tentang Analisis Titik Berat dan Momen Inersia tadi? Apakah pertanyaannya memberikan tantangan yang cukup atau membuat konsep ini terasa lebih jelas bagi kalian? Kami berharap bahwa melalui latihan soal ini, kalian dapat memperkuat pemahaman dan menilai seberapa baik kalian sudah menguasai materi tersebut. Belajar Fisika memang bisa menjadi tantangan tersendiri, tetapi dengan berlatih, pengetahuan kalian pasti akan semakin dalam dan menyeluruh.

Untuk mendapatkan lebih banyak soal latihan dan membantu persiapan kamu menghadapi Asesmen Sumatif Tengah Semester (ASTS), Asesmen Sumatif Akhir Semester (ASAS), dan Penilaian Akhir Semester (PAS), kamu dapat mengunjungi Platform Ujian Online yang menyediakan banyak simulasi ujian online. Platform ini dirancang mirip dengan ujian sesungguhnya dan dilengkapi dengan fitur-fitur seperti pengatur waktu hitung mundur dan sistem penilaian otomatis yang membantu kamu untuk mengevaluasi hasil belajar dengan efektif. Dengan berlatih melalui platform ini, kami yakin persiapan menghadapi ujian akan menjadi lebih matang dan terarah. Selamat berlatih dan tetap semangat belajar!

Fisika