Titik Berat Benda : Contoh Soal Fisika dan Pembahasan Lengkap Serta Gambar Ilustrasinya
Contoh Soal dan Pembahasan tentang Titik Berat Benda, Materi Fisika Kelas 2 SMA.
Mencakup titik berat gabungan benda berupa panjang, luasan, volume dengan beberapa contoh bentuk segitiga, persegi, persegi panjang, tabung dan kerucut pejal.
Contoh pertama tentang koordinat titik berat benda berupa panjang, dilanjutkan dengan benda luasan dan volume.
Soal No. 1
Tentukan koordinat titik berat susunan enam buah kawat tipis berikut ini dengan acuan titik 0 !
Pembahasan
Data dari soal :
l1 = 20, X1 = 20, Y1 = 10
l2 = 20, X2 = 60, Y2 = 10
l3 = 80, X3 = 40, Y3 = 20
l4 = 20, X4 = 0, Y4 = 30
l5 = 40, X5 = 40, Y5 = 40
l6 = 20, X6 = 80, Y6 = 30
Koordinat titik berat gabungan keenam kawat (X0 , Y0)
Soal No. 2
Tentukan letak titik berat bangun berupa luasan berikut dihitung dari bidang alasnya!
Pembahasan
Data dari soal :
Benda 1 (warna hitam)
A1 = (20 x 60) = 1200
Y1 = 30
Benda 2 (warna biru)
A2 = (20 x 60) = 1200
Y2 = (60 + 10) = 70
Soal No. 3
Tentukan letak titik berat bangun berikut terhadap alasnya!
Pembahasan
Bagi bangun menjadi dua, persegi di bagian bawah dan segitiga sama kaki di bagian atas. Data :
Bidang 1 (persegi)
A1 = (90 x 90) = 8100
Y1 = 90/2 = 45
Bidang 2 (segitiga)
A2 = 1/2(90 x 90) = 4050
Y2 = 1/3(90) + 90 = 120
Letak Yo :
Soal No. 4
Tentukan letak titik berat bangun berikut terhadap alasnya!
Pembahasan
Bagi bidang menjadi dua, persegi panjang yang dianggap utuh (belum dilubang) dan lubang berbentuk segitiga. Data dari soal :
Bidang 1 (Persegi panjang utuh)
A1 = (180 x 90) = 16200
Y1 = (180/2) = 90
Bidang 2 (lubang segitiga)
A2 = 1/2(90 x 90) = 4050
Y2 = 180 − (90/3) = 150
Letak Yo :
Soal No. 5
Sebuah tabung pejal disambung dengan kerucut pejal seperti pada gambar berikut!
Tentukan letak titik berat bangun tersebut terhadap garis AB!
Pembahasan
Data :
Bangun 1 (Tabung pejal)
V1 = π r2 t = 12π r2
X1 = 6
Bangun 2 (Kerucut pejal)
V2 = 1/3 π r2 t = 4 π r2
X2 = 12 + (1/4 t) = 12 + 3 = 15
Letak Xo :
Soal Nomor 6
Karton I dan II masing-masing homogen , terbuat dari bahan yang sama dan digabung menjadi satu seperti gambar di bawah.
Tentukan koordinat titik berat benda gabungan dari titik A
(Soal Ebtanas Fisika 1988 - Essay)
Pembahasan
Karton 1
A1 = 4 x 8 = 32
x1 = 4
y1 = 2
Karton 2
A2 = 4 x 4 = 16
x2 = 8 + 2 = 10
y2 = 4 + 2 = 6
Titik berat benda gabungan dengan demikian adalah
Letak titik berat dari titik A adalah 6 cm ke kanan dan 3,3 cm ke atas.
Soal Nomor 7
Benda 1 dan benda 2 berupa luasan disusun seperti gambar berikut ini.
Tentukan jarak titik berat benda 1 dan benda 2
Pembahasan
Letak titik berat benda 1 diukur dari alas benda 1 adalah y1 = d/2 = 0,5 d
Letak titik berat benda 2 diukur dari alas benda 1 adalah y2 = d + 1/3(3d) = d + d = 2d
Sehingga jarak kedua titik adalah:
2d − 0,5 d= 1,5 d
Soal Nomor 8
Diberikan sebuah bangun datar sebagai berikut.
Tentukan koordinat titik berat diukur dari titik O.
Pembahasan
Bagi luasan menjadi dua, tentukan titik berat masing-masing luasan seperti ini.
A1 = = 12 x 12 = 144
x1 = 6
y1 = 6
A2 = 1/2 x 12 x 12 = 72
x2 = 12 + 4 = 16
y2 = 4
Sehingga
Koordinat titik berat dari titik O adalah (9,33 , 5,33)
Soal Nomor 9
Tentukan lokasi titik berat luasan berikut ini diukur dari sumbu x!
Pembahasan
Bagi luasan menjadi 3 bagian. Diukur terhadap sumbu x artinya yo yang dicari.
Data yang diperlukan:
A1 = 20 x 50 = 1000
y1 = 25
A2 = 30 x 20 = 600
y2 = 40
A3 = 20 x 10 = 200
y3 = 15
Soal Nomor 10
Sebuah kubus dengan panjang sisi 2 meter ditempatkan di bawah sebuah balok dengan ukuran seperti gambar.
Tentukan letak titik berat gabungan kedua benda diukur dari alas kubus!
Pembahasan
Volum Kubus dan ordinat (y) kubus:
V1 = 2 x 2 x 2 = 6 V1 = 2 x 2 x 2 = 8
y1 = 2/2 = 1
Volum Balok dan ordinat (y) balok:
V2 = 2 x 1,5 x 1 = 3
y2 = 2 + 1 = 3
Letak Yo dari alas kubus
Update 10 Maret 2017
dibutuhkan koneksi internet untuk melihat gambar soal serta jawaban!!
1. Sistem tiga partikel yang saling dihubungkan dengan bidang ringan tidak bermasa terletak pada satu sistem koordinat seperti pada gambar di bawah ini. Tentukanlah pusat massa sistem
2. Tentukan titik berat benda berupa luasan seperti gambar di bawah ini.
Pembahasan :
Ingat bahwa untuk benda persegi, titik beratnya berada di tengah-tengah sebagai berikut : Dari gambar di atas jelas terlihat bahwa koordinat titik berat dalam sumbu x adalah x = 4. Dengan begitu kita hanya harus mencari ordinat y saja. Dari soal diketahui :
y = 3,9. Jadi, koordinat titik berat benda adalah (4, 3.9).
3. Jika sebuah pelat berbentuk seperti terlihat di bawah ini, tentukanlah titik berat pelat tersebut.
Pembahasan : Agar lebih mudah, kita gambarkan letak titik berat pada masing-masing benda. Kalau kita perhatikan, benda di atas merupakan setengah lingkaran besar yang dipotong oleh dua buah setengah lingkaran yang kecil
Kita hitung luasnya, dan ordinatnya masing-masing :
Selanjutnya kita hitung koordinat x benda :
Selanjutnya kita hitung ordinat y benda :
4. . Tentukan koordinat titik berat benda bervolume seperti gambar di bawah ini. Benda terdiri dari silinder pejal dan setengah bola pejal.
Pembahasan :
Dari gambar langsung dapat kita tentukan bahwa titik koordinat x (absis) yaitu x = ½r. Akan tetapi agar lebih paham, akan kita bahas bagaimana perhitungannya. Pada gambar diameter silinder dinyatakan dengan r maka kita misalkan saja jari-jarinya R, dengan R = ½r. Tinggi tabung adalah 2r atau sama dengan 4R karena r = 2R.
2. Tentukan koordinat titik berat benda berupa bidang seperti tampak pada gambar
Pembahasan :
Jika kita perhatikan gambar, maka koordinat x dapat kita jawab tanpa menggunakan rumus, yaitu x = 4 m. Jadi kita tinggal menghitung ordinat y saja sebagai berikut :
