Menerapkankonsep torsi, momen inersia, titik berat, dan momentum sudut pada benda tegar (statis dan dinamis) dalam kehidupan sehari-hari A. PETA KONSEP Momen Gaya Momentum Sudut HUBUNGAN MOMEN GAYA DAN MOMEN INERSIA Dengan menggunakan Hukum II Newton kita dapat memperoleh hubungan antara momen gaya dan momen inersia: š¹ = šš = š
Beratsendiri balok = 0.3 m x 0.6 m x 2400 kg/m3. = 432 kg/m (kg/m gaya) Gravitasi bumi = 10 kg/ms2 maka beban menjadi 4320 N/m = 432 kN/m. Berat tembok sebagai beban terpusat sebesar : = 0.15 m x 3 m x 4 m x 1700 kg/m3. = 3060 kg (kg gaya) = 30600 N = 30.6 kN. Secara visual dapat dilihat pada gambar 4. Pada konstruksi bangunan beban yang
Hubunganantara Momentum sudut dengan Torsi. Gaya F adalah turunan fungsi momentum linear p terhadap waktu atau ditulis F = dp/dt. Dari persamaan ini akan kita turunkan kaitan antara momentum sudut L dengan momen gaya Ļ. Karena rF sebagai momen gaya Ļ dan mr 2 sebagai momen inersia I, sehingga. Persamaan ini menyatakan kaitan antara momentum
Menyebutkanhubungan antara tegangan, regangan dan modulus elastisites bahan 4. Mengaplikasikan hukum Hooke dalam perhitungan tegangan dan regangan bahan 5. Menyebutkan batas berlakunya hukum Hooke dalam perhitungan tegangan bahan. 6. Memahami pengertian momen inersia penampang balok 7. Menghitung besarnya momen inersia dan momen tahanan pada
Gayasentripetal dan sentrifugal, Momen Inersia. Gaya Sentrifugal dan sentripetal. Benda yang mengalami gerak rotasi pada porosnya juga tunduk terhadap gaya linier. Gaya sentripetal mencegah benda benda yang berputar untuk meninggalkan jalur lingkarannya yaitu bila rotasi terjadi pada poros diam dan arah gayanya selalu mengarah ke pusat rotasi.
momeninersia penampang, b adalah lebar penampang pada serat yang ditinjau. 6.5 Distribusi Tegangan Geser Distribusi teganagan geser disuatu balok dengan berbagai bentuk penampang. Momen pertama atau statis momen Q dari bagian penampang yang digelapkan diperoleh dengan mengalikan luas dengan jarak titik beratnya ke sumbu netral. 1. Distribusi
Simakrangkuman materi hubungan antara momen gaya dan momen inersia agar kamu makin paham. Belajar makin seru dengan video belajar beranimasi dari Ruangbelajar.
Momeninersia (I) merupakan kelembaman rotasi yaitu kecenderungan benda untuk mempertahankan kedudukannya sehingga tidak berotasi. Momen inersia analog dengan massa sebagai kelembaman translasi. Sebenarnya, untuk mempermudah mempelajari tentang momen inersia ataupun momen gaya, kita dapat melihat perbandingan antara dinamika translasi dan Rotasi.
Percepatantangensial diakibatkan gaya tangensial F. ā¢ Percepatan tangensial sesuai dengan hukum newton. ā¢ Momen gaya Ļ = rf dan percepatan tangensial a = rĪ± ā¢ karena momen inersia partikel adalah I = mr2 maka F = ma Ļ = Rf Ļ = r (mrĪ±) Ļ = mr2Ī± Ļ = IĪ± 4. Contoh soal : 1.
t3nOgH. ļ»æMomen inersia Satuan SI kg m2 adalah ukuran kelembaman suatu benda untuk berotasi terhadap porosnya. Secara matematis momen inersia adalah hasil kali massa partikel dengan kuadrat jarak terhadap sumbu putarnya. Besaran ini adalah analog rotasi daripada massa. Momen inersia berperan dalam dinamika rotasi seperti massa dalam dinamika dasar, dan menentukan hubungan antara momentum sudut dan kecepatan sudut, momen gaya dan percepatan sudut, dan beberapa besaran lain. Meskipun pembahasan skalar terhadap momen inersia, pembahasan menggunakan pendekatan tensor memungkinkan analisis sistem yang lebih rumit seperti gerakan giroskopik. Momen inersiaFlywheel memiliki momen inersia yang besar untuk melancarkan gerak umumI M L2Satuan SIkg m2Satuan lainnyalbffts2Turunan daribesaran lainnya Lambang dan kadang-kadang juga biasanya digunakan untuk merujuk kepada momen inersia. Konsep ini diperkenalkan oleh Euler dalam bukunya a Theoria motus corporum solidorum seu rigidorum pada tahun 1730.[1] Dalam buku tersebut, dia mengupas momen inersia dan banyak konsep terkait.
Artikel Fisika kelas 11 ini membahas tentang konsep momen inersia, serta contoh penerapannya di kehidupan sehari-hari. ā Coba perhatikan mainan di atas deh. Benda-benda yang akan diluncurkan pada lintasan yang sama itu punya bentuk yang berbeda-beda. Mulai dari kotak, bola pejal padat, bola berongga, silinder pejal, maupun silinder berongga cincin. Menurut kamu, jika kita asumsikan semua benda punya massa dan jari-jari yang sama, dan semuanya dilepaskan secara bersamaan dari atas, benda mana yang pertama kali sampai bawah? Biar kayak judul-judul berita heboh, maka sekarang perlu tambahan kalimat Bendanya tidak akan terduga dan kamu harus cari tahu di akhir artikel ini! Cihuy gak? Well, untuk mencari tahu jawabannya, kita perlu memahami konsep Momen Inersia. Ini tuh topik yang masih nyambung banget sama torsi dari tulisan Momen Gaya dan Misteri Gagang Pintu. Pastiin baca dulu ya sebelum lanjut ke sini. Kalau Torsi/Momen Gaya merupakan suatu besaran yang diperlukan untuk membuat benda berotasi pada porosnya, Momen Inersia merupakan ukuran kelembaman suatu benda untuk berputar pada porosnya. Masih ingat dengan konsep kelembaman? Newton pernah menjelaskan ini dalam Hukum Newton I. Dia berkata bahwa benda yang awalnya diam akan tetap diam, dan yang awalnya bergerak akan tetap bergerak dengan kelajuan konstan tetap. Kecenderungan benda untuk āmempertahankan diriā ini disebut dengan inersia. Perhatikan gif di bawah deh Sumber zonephysics via Twitter Nah, itu adalah contoh paling sederhana dari inersia. Di mana daun yang sebelumnya diam, akan tetap āberusaha untuk diamā, sebelum akhirnya ikut bergerak ke bawah karena gaya gravitasi. Satu hal yang perlu kamu ingat dari sifat lembam adalah benda yang memiliki inersia besar, cenderung susah diperlambat atau dipercepat. Baca juga Apakah Hantu Itu Benar-Benar Ada? Ini Pendapat Ilmuwan Lalu, apa kaitannya Inersia dengan Momen Inersia? Kalau inersia adalah kelembaman untuk gerak translasi pergerakan yang sifatnya lurus/linier, Momen Inersia merupakan kelembaman untuk gerak rotasi pergerakan yang sifatnya muter dari poros. Sekali lagi nih. Inersia gerak translasi. Momen Inersia gerak rotasi. Oke. Sekarang kita kembali ke pertanyaan awal Kalau semua benda di ramp itu kita lepaskan, mana yang akan sampai bawah duluan? Ya, yang paling cepat tiba adalah rasa rindu ketika dia tiba-tiba menghilang. Huhuhu. Anyway, pertama-tama kita perlu tahu konsep Momen Inersia terhadap benda-benda begini. Secara fisika, benda-benda kayak gini dianggap terdiri dari partikel-partikel super kecil yang membentuknya. Berapa banyak partikelnya? O, jelas. Beribu juta tentunya dongs lebay. Setiap partikel di benda ini punya momen inersianya masing-masing. Penghitungannya adalah dengan mengalikan massa partikel dengan kuadrat jari-jari partikel terhadap poros benda. I = ā mnRn2 I = m1R12 + m2R22 + ā¦ + mnRn2 Alhasil, Momen Inersia si benda adalah penjumlahan seluruh momen inersia dari partikel benda tersebut. Berhubung tiap benda punya bentuk yang berbeda, maka muncullah konstanta bentuk untuk setiap benda. Sederhananya, perhatiin infografik di bawah Dari sini kita jadi tahu bahwa massa dan jarak berpengaruh terhadap momen inersia. Semakin jauh jarak massa benda terhadap poros, makin besar momen inersianya. Hmmm. Seperti familiar ya kalimat di atas. Semakin jauh jaraknya, semakin besar pula kangennya. Betul, Saudara. Momen inersia adalah kita. Sumber Crash Course via Youtube Kedua, tanamkan dalam kepala bahwa benda yang duluan sampai ke bawah berarti punya kecepatan v paling besar. Itu artinya, kita perlu mengecek kondisi energi dari setiap benda. Secara matematis, kita tahu bahwa seluruh energi kinetik dari benda yang bergerak lurus merupakan energi kinetik translasi. Maka arti dari segala arti, kita bisa menuliskanya dengan EK = 1/2 mv2 Di sisi lain, benda-benda tersebut setelah kita lepaskan, akan turun dengan menggelinding. Artinya, sebagian energi kinetiknya akan digunakan untuk gerak rotasi. Waduh, terus gimana tuh cara ngitung Energi Kinetiknya? Baca juga Memahami Energi Kinetik dan Potensial Pada Fisika Gampang. Coba liat perbandingan gerak translasi dan rotasi di gambar berikut Jadi, kita tinggal ganti aja massa dengan momen inersia dan kecepatan linier dengan kecepatan sudut sehingga energi kinetiknya menjadi EKrotasi = 1/2 I2 Nah, semua perhitungan matematis sudah kita kumpulin. Sekarang, kita bisa langsung ngebedah dengan gampang permasalahan benda mana yang turun paling cepat ini. First thing first, cari tahu semua jenis energi yang ada di benda ini. Kalo bahasa fisikanya mah, kita tinjaā¦.u. Semua benda saat masih di atas ramp belum dilepas, masih diam. Bendanya juga punya ketinggian kan? Itu artinya, energinya masuk ke dalam energi potensial. Penghitungannya berarti massa benda x gravitasi x tinggi ramp Ep = mgh Sekarang, semua benda kita lepaskan. Semua benda tentu lama-kelamaan akan berotasi. Itu artinya, benda-benda ini mengalami dua jenis gerak gerak translasi saat si benda turun, dan gerak rotasi benda berputar saat menggelinding. Alhasil, ini akan mengubah energi potensialnya menjadi energi kinetik translasi energi untuk membuat benda meluncur turun plus energi kinetik rotasi energi untuk membuat benda berotasi. Jadi yang sampai paling bawah duluan adalahā¦ Bola pejal! HAHAHAHAā¦ Ketebak nggak, tuh? Masalahnya, kira-kira setelah bola pejal, siapa yang bakal menyusul di urutan kedua dan seterusnya? Wah, ini gampang banget. Pembuktian secara matematisnya gini kita tinggal cek benda apa yang paling kecil mengubah energi potensialnya menjadi energi kinetik rotasi. Caranya? Ya, tinggal cek aja momen inersia I setiap benda. Kita tinggal liat dari konstanta bentuk di rumus momen inersia di atas. Benda mana yang punya konstanta bentuk paling kecil, itu lah yang punya kecepatan v paling besar. Jadi urutannya 1. Bola pejal I = 2/5 mR2 2. Silinder pejal I = 1/2 mR2 3. Bola berongga I = 2/3 mR2 4. Silinder berongga cincin I = 1 mR2 Penjelasannya begini. Kita coba ambil dua contoh ya. Benda bola pejal dan cincin, deh. Bola pejal kan solid, jadi massa-nya tersebar dengan baik di pusat. Bandingkan dengan cincin. Massa-nya hanya tersebar di bagian tipis yang padat itu. Ini ngebuat persebaran massa-nya lebih jauh dari titik pusat. Dan, kayak yang udah kita bahas di atas, makin jauh jarak massa benda, makin besar juga momen inersianya. Nah, karena energi yang dipakai untuk momen inersia energi kinetik rotasi besar, maka energi yang digunakan untuk energi kinetik translasi jadi kecil kecepatannya jadi lambat. Gimana, gimana? Paham gak? Sekarang udah tahu kan konsep dari momen inersia, hubungannya dengan inersia, dan torsi. Kalau kamu ingin coba memahami materi ini sekali lagi, cobain aja tonton video animasinya di ruangbelajar, lalu kerjain soal-soalnya untuk bisa mengerti dengan lebih optimal!
rangkuman materi dan contoh soal bab dinamika rotasi dan kesetimbangan benda tegar sub hubungan momen gaya, momen inersia, percepatan, percepatan sudut dan tegangan tali dalam gerak rotasi dan translasi sekaligus Rumus momen gaya = F . R Rumus momen inersia I = k . Hubungan momen gaya dan momen inersia = I . Ī± Dimana a = Ī± R keterangan = momen gayaF = gaya R = lengan torsi atau jari2 benda tegarI =momen inerrsiak = koefisien dari rumus momen inersia benda tegar m = massa benda tegara = percepatanĪ± = percepatan sudut Cara menentukan dan menghitung percepatan dan tegangan tali pada katrol Uraikan gaya gaya yang bekerja pada balok dan katrol Gunakan rumus hukum newton II untuk balok [ F = m . a ] gunakan rumus = Ī . Ī± untuk katrol Substitusi dan eliminasi dua persamaan diatas atau langsung denga rumus cepat berikut rumus cepat percepatan dan tegangan tali pada katrol M2 - M1 .g a = _______________________ M2 + M1 + - Tegangan tali T Untuk balok yang bergerak naik ke atas M kecil T = m . g + a - Tegangan tali Untuk balok yang bergerak turun ke bawah M besar T = m . g - a Agar lebih jelas perhatikan contoh soal no 2 cara menghitung dan menentukan percepatan pada bidang miring 1. gunakan rumus F = m . a Ī± - f gesek = m . a 2. Gunakan rumus = Ī . Ī± f gesek . R = k . M . RĀ² . [a / RĀ²] 3 . Subtitusikan kedua persamaan Agar lebih faham perhatikan contoh soal no . 1 Atau dengan rumus cepat berikut. rumus cepat percepatan pada bidang miring g . Sin Ī± a = ___________ 1 + k contoh soal No. 1 Sebuah bola pejal 2 kg dan jari jari 10 Cm menggelinding dari atas bidang miring dengan kemiringan 30Ā° seperti gambar. hitung percepatan dan percepatan sudut bola pejal tersebut. Penyelesaian dan Pembahasan cara 1 1. gunakan rumus F = m . a M. g . SinĪ± - f gesek= M . a 20 . Sin 30 - f = 10 - f = 2a 2. Gunakan rumus = Ī . Ī± f gesek . R = k . M . RĀ² . [a / RĀ²] f . 0,1 = 2/5 . 2. a f = 8a 3 . Subtitusikan kedua persamaan 10 - 8a = 2a 10 = 7a a = 10/7 m/sĀ² Cara cepat g . Sin Ī± a = ___________ 1 + k 10 . Sin 30 a = _____________ 1 + 2/5 10 . 0,5 a = __________ 7/5 a = 10/7 m/sĀ² Contoh Soal no. 2 katrol silinder pejal dengan massa 2 kg dengan jari jari 10 cm seperti gambar di bawah. Hitung percepatan, percepatan sudut dan tegangan tali pembahasan dan penyelesaian a cara cepat menghitung percepatan M2 - M1 .g a = _______________________ M2 + M1 + 4 - 0 .10 a = _____________ 4 + 0,5 . 2 a = 40/5 = 8 m/sĀ² menghitung tegangan Tali T = m g + a T = 4 10 + 8 = 72 N b cara cepat menghitung percepatan M2 - M1 .g a = ______________________ M2 + M1 + 3 - 1 .10 a = ____________ 5 + 0,5 . 2 a = 20/6 = 10/3 = 3,3 m/sĀ² menghitung tegangan Tali untuk balok m besar / turun T = m g - a T = 3 10 - 3,3 = 3 . 6,7 = 20,1 N tegangan tali m kecil / naik T = m g + a T = 2 10 + 3,3 = 2 . 13,3 = 26,6 N demikian rangkuman materi dan contoh soal hubungan momen gaya, torsi, momen inersia, percepatan sudut, tegangan tali dalam bab dinamika rotasi kelas 11 semester 2020 baca selengkapnyaDinamika rotasi dan kesetimbangan benda tegar Rangkuman Momen inersia dan contoh soal Rangkuman energi kinetik rotasi dan contoh soal Rangkuman momentum sudut dan contoh soal Rangkuman materi TORSI / MOMEN GAYA dan Contoh Soal 25+ SOAL DAN PEMBAHASAN DINAMIKA ROTASI BENDA TEGAR 25+ SOAL DAN PEMBAHASAN KESETIMBANGAN BENDA TEGAR DAN TITIK BERAT 25+ SOAL DAN PEMBAHASAN MOMEN GAYA TORSI DAN MOMEN INERSIA
