Question

Sebuah cakram massanya 4kg dan jarijari 30cm. pada tepi cakram ditrarik gaya tetap sebesar 4N selama 2sekon sehingga berotasi. tentukan energi kinetik cakram jika berotasi selama 4sekon?

Answer 1

M = 4 kg, r = 30 cm = 0,3 m
F = 4 N, v0 = 0 m/s
Momen inersia cakram = I = 1/2.m.r^2
Percepatan sentripetal = ā = a/r
Percepatan linear = a

Kondisi pertama.
Gaya dilakukan selama 2 detik. Berarti, cakram mengalami percepatan selama 2 detik.
F.r = I.ā
F.r = 1/2.m.r^2.a/r
F = 1/2.m.a
a = 2F/m
a = 2.4/4
a = 2 m/s^2

Kondisi kedua.
Setelah 2 detik, gaya tidak bekerja lagi. Maka, cakram sudah tidak memiliki percepatan, tetapi memiliki kecepatan tetap yang disebabkan oleh percepatan selama 2 detik tadi. Maka, kecepatan cakram setelah 2 detik:
v = v0 + a.t
v = 0 + 2.2
v = 4 m/s
Energi kinetik saat 4 detik sama dengan energi kinetik saat 2 detik karena kecepatannya sama/tetap.
EK = 1/2.I.w^2
EK = 1/2.1/2.m.r^2.(v/r)^2
EK = 1/4.m.r^2.v^2/r^2
EK = 1/4.m.v^2
EK = 1/4.(4)^2
EK = 1/4.16
EK = 4 Joule
Semoga membantu.