Jawaban:

Bintang nya kak

Penjelasan:

Untuk menghitung kelajuan minimum yang diperlukan agar motor tidak jatuh saat berputar di wahana tong setan, kita perlu mempertimbangkan gaya-gaya yang terlibat.

Pertama, kita dapat menghitung gaya gesek antara permukaan dalam tong dan roda sepeda motor menggunakan persamaan:

Fgesek = μN

Di mana Fgesek adalah gaya gesek, μ adalah koefisien gesek, dan N adalah gaya normal. Gaya normal di sini adalah berat sepeda motor, yaitu mg, di mana m adalah massa sepeda motor dan g adalah percepatan gravitasi (sekitar 9,8 m/s^2).

Karena kita ingin mengetahui kelajuan minimum, kita dapat menggunakan prinsip kesetimbangan gaya pada titik tertinggi putaran. Pada titik ini, gaya-gaya yang terlibat adalah gaya gravitasi yang bekerja ke bawah dan gaya gesek yang bekerja ke atas. Kedua gaya ini harus seimbang agar motor tidak jatuh.

Fgesek = mg

μN = mg

μmg = mg

μ = 1

Ketika μ = 1, itu berarti roda sepeda motor dan permukaan dalam tong memiliki gesekan yang sangat tinggi dan tidak mungkin terjadi putaran tanpa jatuh. Dalam hal ini, kelajuan minimum yang diperlukan adalah nol.

Namun, jika kita asumsikan bahwa terdapat kesalahan dalam soal dan koefisien gesek sebenarnya adalah 0,5 dan 0,2, maka kita dapat melanjutkan perhitungan.

Pada titik tertinggi putaran, gaya gesek menghasilkan percepatan sentripetal yang menahan motor agar tidak jatuh. Percepatan sentripetal diberikan oleh persamaan:

as = rω^2

Di mana as adalah percepatan sentripetal, r adalah jari-jari tong (dalam meter), dan ω adalah kecepatan sudut (dalam rad/s).

Ketika motor berada pada titik tertinggi putaran, kecepatan sudutnya adalah sama dengan kecepatan linearnya, v, dibagi oleh jari-jari tong:

ω = v / r

Dengan menggabungkan kedua persamaan di atas, kita dapat menghitung percepatan sentripetal dalam hal kecepatan linear:

as = (v / r)²

Kita juga memiliki hubungan antara gaya gesek dan percepatan sentripetal:

Fgesek = m as

μmg = m(v / r)²

μg = (v / r)²

v / r = √(μg)

v = r √(μg)

v = 20 √(0,5 * 9,8) = 20 √(4,9) = 20 * 2,21 ≈ 44,2 m/s

Untuk mengonversi ke km/jam, kita kalikan dengan 3,6:

v ≈ 44,2 * 3,6 ≈ 159,1 km/jam

Jadi, kelajuan minimum yang diperlukan agar motor tidak jatuh saat berputar di wahana tong setan adalah sekitar 159,1 km/jam.