kecepatan drum setelah sampai dibawah sebesar

Kelas : XI
Pelajaran : Fisika
Kategori : Dinamika Rotasi
Kata kunci : menggelinding, kecepatan drum
Pembahasan :

Diketahui :
M = 50 kg
R = 60 cm = 0,6 m
h = 0,6 m
α = 30°

Ditanya :
v = ...?

Penyelesaian:

Drum bergerak menggelinding, artinya selain bergerak translasi ke bawah, drum juga berotasi sehingga energi kinetiknya adalah gabungan dari energi kinetik translasi dan energi kinetik rotasi. Dengan menggunakan hukum kekekalan energi, titik 1 adalah titik puncak bidang miring dan titik 2 adalah di dasar bidang miring, maka :

EP1 + EK1 = EP2 + EK2
mgh + 0 = 0 + 1/2 mv² + 1/2Iω²
50.10.0,6 = 1/2.m.v² + 1/2.(1/2 MR²) .v²/R²               (R² dan R² dicoret)
300 = 1/2mv² + 1/4 mv²   (samakan penyebut)
300 = 4+2/8 mv²
300 = 6/8 mv²
300 = 6/8.50.v²
300 = 300/8 v²                    (300 sama sama dicoret)
v² = 8
v = √8 = 2√2 m/s

Jadi kecepatan drum di dasar adalah 2√2 m/s. Jawaban : B


NOTE.
1. Drum merupakan silinder pejal, sehingga momen inersianya adalah 1/2MR²
2. ω = v/R, sehingga ω² = v²/R²
3. EK1 = 0 karena benda dalam keadaan diam
4. EP2 = 0, karena benda sudah berada di dasar bidang miring (tidak ada ketinggian)