PAPER FISIKA DASAR MODUL 7 MOMEN INERSIA

dokumen-dokumen yang mirip
Momen Inersia tanpa Kalkulus

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR MODUL 5 MOMEN INERSIA

BAB 13 MOMEN INERSIA Pendahuluan

a. Hubungan Gerak Melingkar dan Gerak Lurus Kedudukan benda ditentukan berdasarkan sudut θ dan jari jari r lintasannya Gambar 1

C. Momen Inersia dan Tenaga Kinetik Rotasi

momen inersia Energi kinetik dalam gerak rotasi momentum sudut (L)

BAHAN AJAR FISIKA KELAS XI IPA SEMESTER GENAP MATERI : DINAMIKA ROTASI

FIsika DINAMIKA ROTASI

DINAMIKA ROTASI DAN KESETIMBANGAN

LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM FISIKA DASAR MOMEN INERSIA. Tanggal percobaan: Selasa, 15 November Tanggal pengumpulan: Minggu, 20 November 2016

Gambar 7.1 Sebuah benda bergerak dalam lingkaran yang pusatnya terletak pada garis lurus

Saat mempelajari gerak melingkar, kita telah membahas hubungan antara kecepatan sudut (ω) dan kecepatan linear (v) suatu benda

Dari gamabar diatas dapat dinyatakan hubungan sebagai berikut.

FISIKA XI SMA 3

Dinamika Rotasi 1. Dua bola bermassa m 1 = 2 kg dan m 2 = 3 kg dihubungkan dengan batang ringan tak bermassa seperti pada gambar.

PRAKTIKUM FISIKA DASAR I

Bab 6 Momentum Sudut dan Rotasi Benda Tegar

MAKALAH MOMEN INERSIA

Dinamika Rotasi, Statika dan Titik Berat 1 MOMEN GAYA DAN MOMEN INERSIA

BAB 1 Keseimban gan dan Dinamika Rotasi

Mengukur Kebenaran Konsep Momen Inersia dengan Penggelindingan Silinder pada Bidang Miring

bermassa M = 300 kg disisi kanan papan sejauh mungkin tanpa papan terguling.. Jarak beban di letakkan di kanan penumpu adalah a m c m e.

Integral lipat dua BAB V INTEGRAL LIPAT 5.1. DEFINISI INTEGRAL LIPAT DUA. gambar 5.1 Luasan di bawah permukaan

(translasi) (translasi) Karena katrol tidak slip, maka a = αr. Dari persamaan-persamaan di atas kita peroleh:

Smart Solution TAHUN PELAJARAN 2012/201 /2013. Pak Anang. Disusun Per Indikator Kisi-Kisi UN Disusun Oleh :

PENGARUH PERBEDAAN PANJANG POROS SUATU BENDA TERHADAP KECEPATAN SUDUT PUTAR

Contoh Soal dan Pembahasan Dinamika Rotasi, Materi Fisika kelas 2 SMA. Pembahasan. a) percepatan gerak turunnya benda m.

dengan g adalah percepatan gravitasi bumi, yang nilainya pada permukaan bumi sekitar 9, 8 m/s².

MAKALAH MOMEN INERSIA

Bab VI Dinamika Rotasi

Penentuan Koefisien Momen Inersia dengan Video Analisis

Statika. Pusat Massa Dan Titik Berat

Gerak rotasi: besaran-besaran sudut

3.6.1 Menganalisis momentum sudut pada benda berotasi Merumuskan hukum kekekalan momentum sudut.

DINAMIKA ROTASI DAN KESETIMBANGAN BENDA TEGAR

Matematika Teknik Dasar-2 11 Aplikasi Integral - 2. Sebrian Mirdeklis Beselly Putra Teknik Pengairan Universitas Brawijaya

MATERI PELATIHAN GURU FISIKA SMA/MA

Antiremed Kelas 11 FISIKA

v adalah kecepatan bola A: v = ωr. Dengan menggunakan I = 2 5 mr2, dan menyelesaikan persamaanpersamaan di atas, kita akan peroleh: ω =

SELEKSI OLIMPIADE NASIONAL MIPA PERGURUAN TINGGI (ONMIPA-PT) 2014 TINGKAT UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH JAKARTA BIDANG FISIKA

Pelatihan Ulangan Semester Gasal

PUSAT MASSA DAN TITIK BERAT

5. Tentukanlah besar dan arah momen gaya yang bekerja pada batang AC dan batang AB berikut ini, jika poros putar terletak di titik A, B, C dan O

DEPARTMEN IKA ITB Jurusan Fisika-Unej BENDA TEGAR. MS Bab 6-1

BAB IV HASIL PENELITIAN

BAB DINAMIKA ROTASI DAN KESEIMBANGAN BENDA TEGAR

Satuan dari momen gaya atau torsi ini adalah N.m yang setara dengan joule.

SILABUS ROTASI BENDA TEGAR UNTUK SMU KELAS 2 SEMESTER 2. Disusun Oleh SAEFUL KARIM

4 I :0 1 a :4 9 1 isik F I S A T O R A IK M A IN D

Hak Cipta Dilindungi Undang-undang SOAL UJIAN SELEKSI CALON PESERTA OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2016 TINGKAT KABUPATEN / KOTA FISIKA.

Kalkulus II. Institut Teknologi Kalimantan

BAB II LANDASAN TEORI. A. Tinjauan Pustaka. 1. Vektor

Kalkulus Multivariabel I

GERAK BENDA TEGAR. Kinematika Rotasi

BAB VI INTEGRAL LIPAT

SOAL SOAL FISIKA DINAMIKA ROTASI

BAB 3 DINAMIKA ROTASI DAN KESETIMBANGAN BENDA TEGAR

Antiremed Kelas 11 FISIKA

BENDA TEGAR FISIKA DASAR (TEKNIK SISPIL) Mirza Satriawan. menu. Physics Dept. Gadjah Mada University Bulaksumur, Yogyakarta

Bab 3 (3.1) Universitas Gadjah Mada

Fisika Umum (MA101) Kinematika Rotasi. Dinamika Rotasi

D. 15 cm E. 10 cm. D. +5 dioptri E. +2 dioptri

BAB 3 DINAMIKA ROTASI DAN KESETIMBANGAN BENDA TEGAR

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN ( RPP )

Momen Inersia. distribusinya. momen inersia. (karena. pengaruh. pengaruh torsi)

SATUAN ACARA PERKULIAHAN

Kumpulan soal-soal level Olimpiade Sains Nasional: solusi:

K13 Revisi Antiremed Kelas 11 Fisika

Tujuan. Pengolahan Data MOMEN INERSIA

FISIKA UNTUK UNIVERSITAS JILID I ROSYID ADRIANTO

BAB IX MEKANIKA BENDA TEGAR

Teorema Divergensi, Teorema Stokes, dan Teorema Green

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

Jawaban Soal OSK FISIKA 2014

A. Pendahuluan. Dalam cabang ilmu fisika kita mengenal MEKANIKA. Mekanika ini dibagi dalam 3 cabang ilmu yaitu :

III. METODOLOGI. sumbu rotasi. Gambar 3. Momen inersia benda pejal. Gambar 4. Segitiga samasisi yang digunakan sebagai pattern

SOAL UJIAN SELEKSI CALON PESERTA OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2015 TINGKAT PROVINSI

SOAL TRY OUT FISIKA 2

PUNTIRAN. A. pengertian

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR MODUL 2 PESAWAT ATWOOD

ROTASI BENDA LANGIT. Chatief Kunjaya. KK Atronomi, ITB. Oleh : TPOA, Kunjaya 2014

Momen inersia yaitu ukuran kelembapan suatu benda untuk berputar. Rumusannya yaitu sebagai berikut:

RENCANA PEMBELAJARAN GERAK ROTASI UNTUK SMU KELAS 2 SEMESTER 2. Disusun Oleh SAEFUL KARIM

PETUNJUK UMUM Pengerjaan Soal Tahap 1 Diponegoro Physics Competititon Tingkat SMA

K 1. h = 0,75 H. y x. O d K 2

1. (25 poin) Sebuah bola kecil bermassa m ditembakkan dari atas sebuah tembok dengan ketinggian H (jari-jari bola R jauh lebih kecil dibandingkan

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

Bab 4 Hukum Gauss. A. Pendahuluan

MODUL 5 BANDUL MATEMATIS DAN FISIS

Kinematika Gerak KINEMATIKA GERAK. Sumber:

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR MODUL 1 MEKANIKA (PENGUKURAN DASAR PADA BENDA PADAT)

Penentuan momen inersia benda silinder pejal dengan integral dan tracker. Measurement of inertial cylinder inertia moment with integral and tracker

SP FISDAS I. acuan ) , skalar, arah ( ) searah dengan

PEMERINTAH KOTA DUMAI DINAS PENDIDIKAN KOTA DUMAI SMA NEGERI 3 DUMAI TAHUN PELAJARAN 2007/ 2008 UJIAN SEMESTER GENAP

FISIKA I. OSILASI Bagian-2 MODUL PERKULIAHAN. Modul ini menjelaskan osilasi pada partikel yang bergerak secara harmonik sederhana

VII. MOMENTUM LINEAR DAN TUMBUKAN

DINAMIKA. Massa adalah materi yang terkandung dalam suatu zat dan dapat dikatakan sebagai ukuran dari inersia(kelembaman).

KEMAGNETAN. : Dr. Budi Mulyanti, MSi. Pertemuan ke-8

SOAL MID SEMESTER GENAP TP. 2011/2012 : Fisika : Rabu/7 Maret 2012 : 90 menit

Pilihlah jawaban yang paling benar!

Transkripsi:

PAPER FISIKA DASAR MODUL 7 MOMEN INERSIA Nama : Nova Nurfauziawati NPM : 240210100003 Tanggal / jam : 18 November 2010 / 13.00-15.00 WIB Asisten : Dicky Maulana JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN UNIVERSITAS PADJADJARAN JATINANGOR 2010

MOMEN INERSIA Pada saat mempelajari hukum Newton kita telah mengetahui bahwa ukuran kelembaman benda pada gerak translasi adalah massa atau inersia linear. Seperti halnya pada planet-planet yang terus berputar pada sumbunya tanpa henti akan selalu mempertahankan keadaan untuk terus berotasi. Dengan demikian pada gerak rotasi dikenal istilah kelembamam. Dalam gerak rotasi, massa benda tegar dikenal dengan julukan Momen Inersia alias MI. Momen Inersia dalam Gerak Rotasi mirip dengan massa dalam gerak lurus. Jika massa dalam gerak lurus menyatakan ukuran kemampuan benda untuk mempertahankan kecepatan linear (kecepatan linear = kecepatan gerak benda pada lintasan lurus), maka Momen Inersia dalam gerak rotasi menyatakan ukuran kemampuan benda untuk mempertahankan kecepatan sudut (kecepatan sudut = kecepatan gerak benda ketika melakukan gerak rotasi. Disebut sudut karena dalam gerak rotasi, benda bergerak mengitari sudut). Makin besar Momen inersia suatu benda, semakin sulit membuat benda itu berputar atau berotasi. sebaliknya, benda yang berputar juga sulit dihentikan jika momen inersianya besar. Besaran pada gerak rotasi yang analog dengan massa pada gerak translasi dikenal sebagai momen inersia (I). Perbedaan nilai antara massa dan momen inersia adalah besar massa suatu benda hanya bergantung pada kandungan zat dalam benda tersebut, tetapi besar momen inersia tidak hanya tergantung pada jumlah zat tetapi juga dipengaruhi oleh bagaimana zat tersebut terdistribusi pada benda tersebut. Momen inersia suatu benda yang berotasi dapat dituliskan sebagai berikut: I = m r 2 Dengan: I = momen inersia benda (kg m 2 ) m = massa benda (kg), dan r = jarak ke sumbu rotasi (m). Momen inersia untuk suatu partikel atau elemen massa (dm) dapat ditentukan dengan cara yang sama. Elemen momen inersia (d I) dapat ditulis sebagai berikut: d I = r 2 dm

Jumlah momen inersia seluruh elemen massa dapat ditulis sebagai berikut: I = di = r dm Untuk benda tegar, yaitu benda yang terdiri dari gabungan banyak pertikel dengan massa m 1, m 2,m 3,..., m n, momen inersianya terhadap sumbu rotasi ditentukan dengan cara menjumlahkan perkalian massa dengan kuadrat jarak terhadap sumbu rotasi (r 2 1, r 2 2, r 2 3,..., r 2 n ). I = m r = 晜 r + m r + + m r Mengingat benda tegar mempunyai struktur atom yang saling bersambungan atau kontinu, persamaan di atas dalam bentuk integral sesuai dengan persamaan tersebut. Sementara itu, jika sumbu putar benda tegar berjarak d dari pusat massa maka momen inersia dapat dituliskan sebagai berikut: I = I pm + md 2 dengan I pm = momen inersia jika sumbu putar melalui pusat massa, d = jarak sumbu putar ke pusat massa benda. Momen inersia untuk beberapa benda tegar dapat dilihat pada tabel berikut: Tabel I: momen inersia berbagai benda yang diputar terhadap sumbu yang melalui pusat massanya. Benda Momen inersia Keterangan Batang I pm = 1 12 ml2 l = panjang batang Segitiga sama sisi I pm = 1 12 ma2 a = panjang sisi segitiga Segiempat beraturan I pm = 1 6 ma2 a = panjang sisi segiempat Segienam beraturan I pm = 5 12 ml2 a = panjang sisi segienam Selinder pejal I pm = 1 2 mr2 R = jari-jari silinder Bola tipis I pm = 2 3 mr2 R = jari-jari Bola pejal I pm = 2 5 mr2 R = jari-jari

1. MOMEN INERSIA BATANG PEJAL Anggap suatu batang bermassa m dan panjang l diputar terhadap suatu sumbu yang melalui pusat massanya (Gambar 1). Pada batang ini ada dua variabel yaitu massa dan panjang batang. Jika kita anggap momen inersia batang ini (I pm ) tergantung pada kedua variabel ini maka dengan analisa dimensi kita bisa memperoleh bahwa momen inersia batang sebanding dengan massa batang dan sebanding dengan kuadrat panjang batang, atau secara matematika dapat ditulis: I pm ml 2 (1) atau kita boleh tuliskan: I pm cml (batang) (2) dimana c adalah suatu konstanta. Gambar 1. Batang yang diputar terhadap sumbu yang melalui pusat massanya Sekarang perhatikan potongan batang sebelah kiri yang mempunyai panjang ½ l dan massa ½ m. Momen inersia potongan batang ini terhadap sumbu yang melalui pusat massanya dapat ditulis sebagai: (I pm ) 1 = c 1 2 m 1 2 l 2 = c 1 8 ml2 (3) Gunakan teorema sumbu sejajar untuk menghitung momen inersia potongan batang ini terhadap sumbu yang melalui titik A. (I A ) 1 = (I pm ) 1 + m r 2 = c 1 8 ml2 + 1 2 m 1 4 l 2 (4) Catatan: r = ¼ l adalah jarak pusat massa potongan batang dengan titik A dan m = ½ m adalah massa dari potongan batang ini. Dengan cara yang sama kita peroleh momen inersia potongan batang kanan terhadap titik A adalah:

(I A ) 2 = = c 1 8 ml2 + 1 2 m 1 4 l 2 (5) Jumlah momen inersia pada persamaan (4) dan persamaan (5) sama dengan momen inersia yang ditulis pada persamaan (2). Dari sini kita akan peroleh persamaan: c ml 2 = c 1 4 ml2 + 1 16 ml2 (6) Selesaikan persamaan (6) kita akan memperoleh c = 1/12. Sehingga kita akan peroleh rumus momen inersia batang panjang l dan massa m yang diputar terhadap sumbu yang melalui pusat massanya sebagai: (I pm ) batang = 1 12 ml2 (7) 2. MOMEN INERSIA SEGITIGA PEJAL SAMA SISI Anggap suatu segitiga pejal sama sisi dengan panjang sisi a dan massa m diputar terhadap sumbu yang melalui titik pusat massa A (Gambar 2). Gambar 2. Segitiga yang diputar terhadap sumbu yang melalui titik pusat massa A Seperti pada perhitungan momen inersia batang, dengan analisa dimensi kita peroleh momen inersia segitiga terhadap sumbu yang melalui pusat massanya adalah: I pm = cma 2 (segitiga) (8) disini c adalah konstanta, m massa segitiga dan a adalah sisi segitiga. Selanjutnya adalah membagi segitiga ini menjadi 4 potongan segitiga dengan panjang sisi ½ a dan massa masing-masing segitiga ¼ m (Gambar 3).

Gambar 3 Membagi segitiga menjadi 4 potong Dengan menggunakan persamaan (8), momen inertia tiap potongan segitiga terhadap sumbu yang melalui pusat massanya dapat ditulis: (I pm ) 1 = c 1 4 m 1 2 a 2 (9) Sekarang gunakan teorema sumbu sejajar untuk memperoleh momen inersia masing-masing potongan segitiga 1,2 dan 3 terhadap titik A. 60 0 = 3 6 (I A ) 1 = (I pm ) 1 + m r 2 = c 1 16 ma2 + 1 4 m 3 6 a 2 (10) Disini m = ¼ m adalah massa potongan segitiga dan r = 2 3 h = 2 3 1 2 a sin a adalah jarak pusat massa potongan segitiga ke titik A (catatan h adalah tinggi potongan segitiga). Berikutnya jumlahkan momen inersia ketiga potongan segitiga 1,2 dan 3 yaitu dengan mengalikan momen inersia pada persamaan (10) dengan 3 lalu jumlahkan dengan momen inersia potongan segitiga 4 (I A ) segiempat = 3 c 1 16 ma2 + 1 48 ma2 + 1 16 ma2 (11) Samakan persamaan (11) dengan persamaan (8) untuk memperoleh persamaan: cma 2 = c 1 4 ma2 + 1 16 ma2 (12) Dari persamaan (12) kita peroleh c = 1/12 sehingga momen inersia segitiga sama sisi pejal bermassa m dan bersisi a yang diputar terhadap sumbu yang melalui pusat massanya adalah: (I pm ) segitiga = 1 12 ma2 (13)

3. MOMEN INERSIA SEGIEMPAT PEJAL Anggap suatu segiempat pejal dengan panjang sisi a dan massa m diputar terhadap titik pusat massa A (Gambar 4). Gambar 4. Segiempat yang diputar terhadap sumbu yang melalui titik pusat massa A. Seperti pada perhitungan sebelumnya, momen inersia segiempat terhadap sumbu yang melalui pusat massanya kita tulis sebagai (dengan analisa dimensi): I pm = cma 2 (segiempat) (14) disini c adalah konstanta, m massa segiempat dan a adalah sisi segiempat. Selanjutnya adalah membagi segiempat ini menjadi 4 potongan segiempat dengan panjang sisi ½ a dan massa masing-masing segiempat ¼ m (Gambar 5). Pusat massa potongan segiempat Gambar 5. Segiempat yang dibagi menjadi 4 bagian yang sama. Dengan menggunakan persamaan (14), momen inertia tiap potongan segiempat terhadap sumbu yang melalui pusat massanya sendiri dapat ditulis: (I pm ) 1 = c 1 4 m 1 2 a 2 (15)

Sekarang gunakan teorema sumbu sejajar untuk memperoleh momen inersia masingmasing potongan segiempat terhadap titik A. (I A ) 1 = (I pm ) 1 + m r 2 = c 1 16 ma2 + 1 4 m 2 4 a 2 (16) Disini m = ¼ m adalah massa potongan segiempat dan r = 1 4 a 2 + 1 4 a 2 segiempat ke titik A. = 2 4 a 2 adalah jarak antara pusat massa potongan Sekarang jumlahkan momen inersia keempat potongan segiempat dengan mengalikanmomen inersia pada persamaan (16) dengan 4 dan samakan dengan persamaan (14) untuk memperoleh persamaan: cma 2 = c 1 4 ma2 + 1 8 ma2 (17) Dari persamaan (17) kita peroleh c = 1/6 sehingga momen inersia segiempat sama sisi pejal bermassa m dan bersisi a yang diputar terhadap pusat massanya adalah: (I pm ) segiempat = 1 6 ma2 (18) 4. Momen inersia segienam Anggap suatu segienam pejal dengan panjang sisi a dan massa m diputar terhadap titik pusat massa A (Gambar 6). Gambar 6. Segienam yang diputar terhadap titik pusat massa A. Kita bagi segienam ini menjadi 6 potongan segitiga sama sisi dengan panjang sisi a dan massa masing-masing segitiga m/6 (Gambar 7).

Pusat massa segitiga Gambar 7. Segienam yang dibagi menjadi enam segitiga Dengan menggunakan hasil yang perhitungan momen inersia pada persamaan (13), kemudian menggunakan teorema sumbu sejajar kita peroleh momen inersia masing-masing potongan segitiga terhadap titik A (pusat massa segienam) adalah: (I A ) 1 = (I pm ) 1 + m r 2 = 1 12 1 6 m a2 + 1 6 m 3 3 a 2 (19) disini m adalah massa segitiga dan r = 2 3 h = 2 3 1 2 3 = 3 3 pusat massa segitiga ke titik A (h adalah tinggi segitiga). a adalah jarak antara Momen inersia segienam sama sisi pejal bermassa m dan bersisi a yang diputar terhadappusat massanya diperoleh dengan mengalikan 6 momen inersia pada persamaan (19), (I pm ) segienam = 5 12 ma2 (20) 5. Momen inersia selinder Momen inersia selinder dapat dihitung dengan menghitung momen inersia dari benda bersegi n kemudian ambil limit n mendekati tak hingga. Atau dengan menggunakan metode berikut ini. Anggap sebuah selinder pejal berjari-jari R. Momen inersia selinder ini (dengan analisa dimensi) boleh ditulis sebagai I pm = cmr 2 (21) dengan c adalah konstanta dan m massa selinder.

Gambar 8. Selinder yang berputar Sekarang kita tinjau selinder berongga dengan jari-jari rongga r dan massanya m. R r Gambar 9. Selinder berongga Dengan prinsip superposisi momen inersia selinder ini sama dengan momen inersia selinder besar dikurangi dengan momen inersia selinder kecil. I pm = I silinder besar - I = cm besar R 2 cm kecil R 2 (22) dengan menulis massa selinder besar m besar = m π R 2 r 2 πr2 dan massa selinder kecil sebagai m kecil = m π R 2 r 2 πr2 kita peroleh (I A ) berongga = c m R4 r 4 R 2 r 2 = cm (R2 - r 2 ) (23) Sekarang anggap sekumpulan massa dengan massa total m tersebar pada lingkaran berjari-jari R. Momen inersia dari lingkaran ini adalah, I lingkaran = i m i R 2 = R 2 i m i = mr 2 (24) Selanjutnya pada persamaan (23) kita ambil r = R dan kita gunakan persamaan (24) untuk memperoleh persamaan: cm (R 2 +R 2 ) = mr 2 (25)

Dari persamaan (25) kita peroleh c = ½, sehingga momen inersia selinder bermassa m dan berjari-jari R yang berputar terhadap sumbu yang melalui pusat massanya adalah (I pm ) silinder = 1 2 mr2 (26) 6. Momen inersia Bola tipis Ide penurunan rumus ini diperoleh dari Waldemar Gorzkowski(5) Kita anggap sejumlah massa dengan massa total m, tersebar merata pada bola tipis berjari-jari R. Anggap pusat massa bola terletak pada pusat koordinat dan bola diputar terhadap sumbu z. Anggap massa mi terletak pada koordinat (xi, yi, zi). Dari definisi momen inersia besarnya momen inersia massa ini terhadap sumbu z adalah I i = m i (x i 2 + y i 2 ). Jika massa mi tersebar merata di seluruh permukaan bola, maka momen inersia bola tersebut adalah I = m r = m (x + y ) (27) Z m i (x i,y i,z i ) Y X r = x 2 i + y 2 1 i 2 Gambar 10. bola tipis yang berputar Karena massa tersebar merata (uniform) maka bola simetri sehingga, i m i x 2 i = i m i y 2 i = m i z 2 i i (28) Dengan menggunakan persamaan (28) kita peroleh: mr 2 = i m i R 2 = i m i x 2 i + y 2 i + z 2 i = 3 m i x 2 i i (29) atau

m i x i 2 i = m i y i 2 i = 1 3 mr2 (30) Gunakan persamaan (30) pada persamaan (27) kita peroleh, (I pm ) = 2 3 mr2 (bola tipis) (31) 7. Momen inersia bola pejal Anggap sebuah bola pejal berjari-jari R. Momen inersia bola ini (dengan analisa dimensi) boleh ditulis sebagai I pm = cmr 2 (32) dengan c adalah konstanta dan m massa bola. R Gambar 11. bola pejal yang berputar terhadap sumbu z. Sekarang kita tinjau bola berongga dengan jari-jari rongga r dan massanya m. Gambar 12 bola pejal berongga Dengan prinsip superposisi momen inersia bola ini sama dengan momen inersia bola besar dikurangi dengan momen inersia bola kecil. I pm = I bola besar - I = cm besar R 2 cm kecil R 2 (33)

dengan menulis massa bola besar besar m besar = 4 3 π R3 r 3 4 3 πr3 dan massa selinder kecil sebagai m kecil = (I A ) berongga = c m R5 r 5 R 3 r 3 m 4 3 π R3 r 3 4 3 πr3 kita peroleh 4 +R 3 r+r 2 r = cm 2 +Rr 3 +r 4 R R 2 (34) +Rr+r 2 Selanjutnya ambil r=r dan gunakan persamaan (31) untuk memperoleh persamaan: cm 5 3 R2 = 2 3 mr2 (35) Dari persamaan (35) kita peroleh c =2/5, sehingga momen inersia bola bermassa m dan berjari-jari R yang berputar terhadap sumbu yang melalui pusat massanya adalah I pm = 2 5 mr2 (36) m Telah ditunjukkan diatas bahwa kita dapat memperoleh momen inersia dari beberapa benda yang bentuknya beraturan tanpa menggunakan kalkulus. Perhitungan hanya dengan memanfaatkan analisa dimensi untuk mencari hubungan antara momen inersia dengan variabel yang mencirikan benda itu (seperti massa, panjang atau jari-jari) serta dengan memanfaatkan teorema sumbu sejajar dan tentu saja sifat simetri benda.

DAFTAR PUSTAKA Halliday and Resnick, Physics, John Wiley and Sons, INC, USA 1992 Raymond A Serway, Physics, Saunders College Publishing, USA 1996 Umar, Efrizon. 2007. Fisika dan Kecakapan Hidup Pelajaran Fisika Untuk SMA/MA. Jakarta: Ganeca Exact Waldemar Gorzkowski, Application of Symmetry and Dimensional Analysis to Solving Problems. disajikan pada Seminar Guru Fisika Jakarta 2000.