Apakah sebelumnya Kamu pernah mempelajari tentang dinamika rotasi? Apabila pernah pasti Kamu sudah tahu dong, nah untuk yang belum tahu tidak perlu khawatir, dalam penjelasan berikut akan diuraikan secara lengkap mulai dari pengertian hingga contoh soalnya.
Benda dapat dikatakan bergerak secara rotasi apabila benda tersebut mengalami pergerakan dan lintasannya berupa lingkaran atau dengan kata lain benda tersebut bergerak tepat pada sumbu putarnya.
Pengertian Dinamika Rotasi
Salah satu cabang ilmu mekanika yang membahas terkait benda yang dapat bergerak dan membutuhkan adanya gaya disebut dengan dinamika rotasi. Apabila seluruh bagian benda mengalami gerak yang mengelilingi poros maupun sumbu putarnya yang berada di salah satu bagian dari benda tersebut, maka benda tersebut dikatakan berotasi.
Sedangkan saat benda mengalami gerak translasi, sebenarnya benda tersebut bisa mendapatkan gaya dari luar yang diberikan pada benda tersebut. Perlu Kamu ketahui juga bahwa arah lintasan benda tersebut juga dapat mengalami perubahan karena terdapat gaya yang diterima.
Akan tetapi lain halnya jika benda mengalami gerak memutar yang berada dalam lintasan melingkar, tentunya benda tersebut juga mendapatkan gaya, namun seringkali dikenal dengan sebutan torsi.
Momen Gaya atau Torsi beserta Rumusnya
Beberapa pengertian terkait momen gaya atau torsi dapat diartikan sebagai berikut:
Torsi merupakan sebuah gaya yang terjadi pada sumbu putar serta dapat mengakibatkan benda yang dikenai gaya tersebut bisa bergerak secara melingkar maupun berputar.
Untuk gaya yang dapat mengakibatkan sebuah benda mengalami gerak melingkar maupun berputar dengan arah searah dengan putaran jarum jam (clockwise) maka disebut dengan momen gaya atau torsi dengan nilai positif, sedangkan jika arah gerak benda berlawanan dengan arah putaran jarum jam atau (counterclockwise), maka torsi atau momen gayanya memiliki nilai negatif.
Untuk lebih memudahkan akan pemahaman Kamu, coba perhatikan gambar berikut.
Sehingga torsi ataupun momen gaya bisa dirumuskan secara matematis sebagai berikut:
Dengan keterangan merupakan momen gaya atau torsi dengan satuan Nm
r merupakan penjang lengan gaya, mempunyai satuan m, dan
F adalah gaya yang diberikan dengan arah gerak lurus dengan lengan gaya, memiliki satuan N
Apabila terdapat sebuah gaya yang bekerja memiliki lengan gaya yang tidak tegak lurus, maka besar memiliki besar torsinya yang dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut.
= r × F × sin θ
Yang mana nilai ini merupakan sebuah sudut antara lengan gaya dengan gaya yang bekerja, untuk lebih jelasnya dapat Kamu perhatikan gambar berikut.
Bagaimana Perbedaan antara Gerak Translasi dan Gerak Rotasi?
Setiap benda pasti memiliki potensi untuk dapat bergerak secara translasi atau sering disebut dengan gerak rotasi. Gerak translasi dalam konsep dinamika rotasi merupakan sebuah gerak benda yang memiliki arah lurus atau melengkung.
Pada gerak translasi juga menggunakan konsep dari hukum Newton II. Sedangkan untuk gerak rotasi merupakan gerak suatu benda yang dapat berputar pada poros dari benda tertentu. Gerak rotasi yang terjadi diakibatkan oleh karena terdapat torsi. Benda yang mengalami gerak rotasi pasti mengalami suatu torsi.
Lengan Momen
Lengan momen merupakan sebuah sebutan pada benda yang mempunyai jarak dari titik poros rotasi hingga ke gaya yang sifatnya saling tegak lurus. Perlu untuk Kamu ketahui juga bahwa torsi adalah sebuah besaran vektor. Sehingga torsi ini memiliki arah.
Momen Inersia
Selain momen gaya atau torsi, dalam bahasan dinamika rotasi juga terdapat konsep momen inersia yang mana konsep ini pertama kali diberikan oleh seorang ahli dengan nama Leonhard Euler.
Kelembaman pada suatu benda untuk dapat berputar pada porosnya merupakan penjabaran dari momen inersia yang dikatakan pula sebagai bentuk ukuran kesukaran sehingga dapat membuat benda mengalami gerak berputar atau bergerak melingkar. Penting untuk dipahami juga bahwa besar dari momen inersia sangat bergantung pada bentuk serta posisi sumbu putar yang terdapat pada benda.
Dari gambar, maka momen inersia bisa dirumuskan secara matematis dengan rumus sebagai berikut:
I = mr2
Yang mana I merupakan momen inersia itu sendiri dengan satuan kgm2, r merupakan jari-jari dengan satuan m, dan m adalah massa suatu partikel atau benda dengan satuan kg.
Sebuah momen inersia akan memiliki hasil yang sama dengan jumlah dari seluruh momem inersia yang menyusunnya apabila benda tersebut memiliki susunan partikel yang lebih kecil. Dapat dirumuskan sebagai berikut.
Dalam bahasan dinamika partikel, penting untuk Kamu ketahui bahwa suatu gaya sebesar F dapat menyebabkan sebuah benda mengalami gerak translasi dengan kecepatan yang linear. Sedangkan untuk suatu torsi juga dapat menyebabkan sebuah benda mengalami gerak rotasi pada suatu poros tertentu.
Oleh karena sebuah torsi dapat dianalogikan sebagai gaya F serta percepatan sudut α dianalogikan dengan dengan percepatan linear a. maka bisa dihasilkan hukum Newton II yaitu sebagai berikut:
Yang mana I merupakan momen inersia dengan satuan kgm2, α merupakan percepatan sudut dengan satuan rad/s2, τ adalah torsi dengan satuan Nm, r adalah jarak titik ke poros dengan benda, memiliki satuan m.
Setelah mengetahui rumus, maka Kamu dapat menghitung energi kinetik dari rotasi suatu massa dengan rumus sebagai berikut:
Contoh Soal Dinamika Rotasi
Setelah membahas materi terkait dinamika rotasi, maka untuk lebih memperdalam pengetahuan, maka akan dilanjutkan dengan contoh soal sebagai berikut:
1. Dari gambar, maka bisa Kamu ketahui bahwa terdapat sebuah katrol silinder pejal ( ) yang mempunyai massa 3kg serta memiliki berjari-jari sepanjang 20 cm yang dihubungkan dengan dua buah tali yang terpaut dengan benda lain yang memiliki massa m1 sebesar 6kg serta m2 sebesar 3kg. dengan ketentuan bahwa sistem berada dalam kondisi tertahan dan diam yang kemudian dilepaskan.
Jika tidak terdapat gaya gesek dengan lantai, maka kecepatan kedua benda tersebut adalah?
Diketahui:
Katrol:
Sistem m2 :
Sehingga sistem m1 :
Dengan cara mensubstitusi ketiga persamaan diatas, kita dapat mengetahui besaran nya yaitu:
2. Sebuah cakram pejal dengan massa 2 M dan memiliki jari-jari sebesar R, pada bagian tepi cakram dililit dengan tali, yang mana pada bagian salah satu ujungnya diberi beban dengan massa m. saat beban tersebut dilepaskan kembali, maka katrol akan bergerak rotasi dengan percepatan sudut. Apabila pada katrol tersebut ditempel dengan benda yang bermassa M, katrol juga akan bergerak memutar dengan percepatan sudut yang sama, maka massa beban harus…..? I katrol = ½ mr2
Diketahui:
Massa katrol cakram pejal sebesar 2 M
Jari-jari dari katrol cakram pejal sebesar R
Massa bebas sebesar m
Ditanya: berapakan massa beban?
Dijawab: untuk menghitung momen inersia dari katrol cakram pejal, untuk sebelum ataupun sesudah ditempel benda dengan massa M yaitu:
Momen inersia 1
I = ½ mr2
I = ½ (2M) (R)2 = M R2
Momen Inersia 2
I = ½ mr2
I = ½ (2M + M) (R)2
I = ½ (3M) (R)2
I = 1,5 M R2
REKOMENDASI
Teks Narasi: Pengertian, Ciri-Ciri, Struktur, Jenis dan Tips… Teks narasi - Berikut adalah pengertian teks narasi, ciri-ciri, struktur, jenis-jenis, dan tips membuat teks narasi. Nah, itulah fokus pembahasan kita kali ini. Untuk memahami teks narasi, disini adalah tempat…
Passive Voice Kamu ingin fasih berbahasa Inggris? Ada satu hal yang tidak boleh kamu lewatkan, yaitu passive voice atau kalimat pasif. Bentuk kalimat yang satu ini sangat lazim digunakan dalam percakapan sehari-hari…
Memahami Logaritma Itu Mudah! Bonus 5 Contoh Soal dan… Materi logaritma kelas 10, kamu sudah mempelajari mengenai bilangan eksponen atau bilangan berpangkat. Kali ini, kamu juga akan tau mengenai kebalikan dari eksponen, yakni logaritma. Jadi, kalau pada eksponen, yang…
Degree of Comparison Dalam kehidupan sehari-hari, pasti kamu pernah membandingkan satu hal dengan hal lain. Dalam bahasa Inggris, terdapat degree of comparison yang dapat kamu gunakan untuk membandingkan dua hal. Tingkat perbandingan dalam…
Persamaan Lingkaran : Rumus, Contoh Soal & Garis Singgung Persamaan Lingkaran - Jika kamu memerhatikan roda mobil, tentu dari titik tengah ke sisi-sisi lingkarannya akan mempunyai jarak yang sama. Sebab, lingkaran bisa diartikan sebagai tempat kedudukan titik-titik mempunyai jarak…
Listrik Dinamis Listrik dinamis merupakan aliran muatan listrik melalui titik konduksi. Listrik dinamis sering disebut sebagai arus listrik. Ketika Anda menghubungkan kabel ke terminal baterai, muatan dapat mengalir dan jalur lengkap yang…
Listrik Arus Searah Arus listrik dibutuhkan dalam kehidupan manusia. Pada awalnya, listrik dikenal dengan istilah elektron yang mempunyai muatan. Muatan menjadi karakteristik penyusun zat. Di dalam sebuah zat tersusun atas proton, elektron dan…
Irisan Kerucut : Lingkaran, Elips, Parabola, Hiperbola Irisan Kerucut - Kalau kamu sudah pernah mendapatkan materi tentang bangun ruang, pastinya sudah mengenal apa itu kerucut. Ya, betul sekali, kerucut adalah bangun ruang yang memiliki alas berbentuk lingkaran.…
Teori Kinetik Gas Pernahkah kamu mengalami ban kempes dan mengalami kesulitan sendiri? Apakah kamu tahu apa penyebab ban tersebut dapat kempes? Kamu akan akan menemukan jawaban dari permasalahan teori kinetik gas. Ban yang…
Question Tag Ketika mengobrol dengan teman, mungkin kamu sering menggunakan pertanyaan kan?, bukan?, atau ya?. Tahukah kamu? Bahasa Inggris juga mengenal pertanyaan singkat seperti itu, lho. Biasa dikenal dengan nama question tag…
LOGIKA MATEMATIKA: Negasi, Konjungsi, Disjungsi, Implikasi,… Logika matematika - Saat mempelajari matematika, mungkin yang kamu pikirkan hanya tentang angka, fungsi, kuadrat ataupun program linear. Tapi ternyata, matematika juga memiliki materi tentang logika. Materi logika matematika sendiri…
Termodinamika Belajar ilmu fisika memanglah sangat banyak dan luas sekali materinya. Kamu harus pasang mata, telinga, dan tingkat kefokusan tinggi untuk lebih memahami secara mendalam materi yang membutuhkan pemahaman secara utuh.…
Pembahasan Persamaan Trigonometri serta Contoh Soalnya Persamaan trigonometri adalah jenis persamaan yang memuat fungsi trigonometri pada sudut yang nilainya belum diketahui. Kalau kamu sudah pernah mempelajari tentang persamaan kuadrat atau persamaan linear, sebetulnya, persamaan trigonometri tidak…
Mikrometer Sekrup Mikrometer sekrup bukan berarti mikrometer yang ada sekrupnya yaa. Mikrometer sekrup adalah alat ukur yang digunakan untuk pengukuran presisi. Alat ini banyak digunakan di bidang teknik mesin, lebih tepatnya digunakan…
Perbedaan Pertumbuhan Primer dan Sekunder Proses pertumbuhan pada tanaman kayu dapat terjadi secara primer maupun sekunder. Tentu saja, perbedaan pertumbuhan primer dan sekunder itu akan terlihat cukup jelas, sebab pada dasarnya pertumbuhan primer dan sekunder…
Memahami Konsep Suku Banyak dan Nilainya dengan Substitusi… Suku Banyak - Tentunya, kamu sudah paham dengan istilah persamaan kuadrat, kan? Untuk menentukan unsur persamaan kuadrat tersebut, kamu bisa melakukan kuadrat sempurna, pemfaktoran, dan sebagainya. Namun, bagaimana caranya kamu…
Gerak Lurus Jika suatu benda mengubah posisinya sehubungan dengan lingkungannya dengan waktu, maka ia disebut gerak. Ini adalah perubahan posisi suatu objek dari waktu ke waktu. Gerak dalam suatu garis lurus tertentu…
Pronoun Siapa tak kenal pronoun? Sebagai salah satu jenis part of speech, pronoun atau biasa disebut sebagai kata ganti cukup sering digunakan dalam percakapan sehari-hari. Yang menjadi pertanyaan adalah, seberapa jauh…
Alat Optik Manusia mempunyai indera penglihatan berupa mata. Mata termasuk alat optik alami yang berfungsi untuk melihat dan mengamati benda atau objek secara nyata. Alat-alat optik mempunyai berbagai jenis dan fungsi yang…
Sistem Pencernaan Manusia Sistem pencernaan manusia - Semua makanan dan minuman yang telah masuk ke dalam rongga mulut akan langsung diolah melalui proses yang terjadi pada sistem pencernaan. Proses pengolahan makanan dan minuman…
Geografi : Pengertian, Aspek, Konsep, Prinsip, & Pendekatan… Jurusan IPS pada tingkat SMA/sederajat terdiri dari beberapa mata pelajaran mulai dari akuntansi, ekonomi, hingga sejarah. Jika sangat penasaran dengan ilmu yang membahas tentang permukaan bumi, tentu Kamu bisa belajar…
Hukum Gravitasi Newton dalam Ilmu Fisika Salah satu bahasan dalam ilmu fisika yang sangat wajib untuk Kamu pelajari adalah bahasan hukum gravitasi newton dalam ilmu fisika. Karena rumus tersebut dapat menjadi sebuah rumus yang terdapat pada…
Fluida Dinamis Fluida Dinamis - Belajar ilmu fisika memang sangat menyenangkan dan luas sekali materinya. Untuk kamu yang gemar mempelajari tentang fisika, tentunya harus tahu apa itu fluida dinamis. Dalam ilmu fisika…
Induksi Elektromagnetik Pasti teman-teman sudah mendengar istilah induksi elektromagnetik bukan? Ya, dalam ilmu fisika, materi ini berkaitan dengan arus listrik yang sering kamu temukan dalam kehidupan sehari-hari. Untuk lebih memahami pengertian, rumus,…
Klasifikasi Echinodermata Klasifikasi Echinodermata - Filum hewan laut yang terdiri dari bintang laut, teripang, ataupun kerabat lainnya seringkali disebut sebagai Echinodermata. Jenis hewan ini sangat mudah dijumpai pada hampir setiap kedalaman laut.…
Hukum Newton 1 2 3 – Pengertian, Bunyi, Rumus, Contoh Hampir semua siswa pasti pernah mendengar mengenai Hukum Newton. Namun, tahukah kamu bahwa hukum tersebut ada tiga jenis yang memiliki bunyi dan rumus berbeda yaitu Hukum Newton 1 2 3.…
Daya dalam Kehidupan Sehari-Hari Semua orang sangat akrab dengan daya atau kekuatan. Kekuatan membantu mengukur energi yang digunakan untuk melakukan pekerjaan. Kekuatan selalu tergantung pada pekerjaan yang dilakukan, jadi jika seseorang bekerja dengan kecepatan…
Efek Fotolistrik Tahukah Kamu pada abad ke 19 terdapat suatu eksperimen untuk mengamati sebuah fenomena radiasi? Yaps, dari eksperimen tersebut ditemukan sebuah energi yang timbul akibat elektron saat cahaya menabrak permukaan benda…
Hukum Ohm Dalam ilmu fisika terdapat suatu hukum yang menyatakan besaran arus listrik yang mengalir dalam sebuah benda sebagai penghantar. Hukum tersebut dikenal dengan hukum Ohm. Dalam kehidupan sehari-hari, kita pasti memanfaatkan…
Hukum Kepler 1 2 3 Dalam ilmu fisika terdapat salah satu hukum yang mengembangkan bidang matematika, astronomi dan astrologi. Hukum tersebut dikenal dengan hukum Kepler 1 2 3. Hukum tersebut berasal dari ilmuwan Jerman yaitu…
merupakan momen gaya atau torsi dengan satuan Nm
