DINAMIKA ROTASI DAN KESETIMBANGAN

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

FISIKA XI SMA 3

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

FIsika DINAMIKA ROTASI

DINAMIKA ROTASI DAN KESETIMBANGAN BENDA TEGAR

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

Bab 6 Momentum Sudut dan Rotasi Benda Tegar

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

SOAL DINAMIKA ROTASI

MAKALAH MOMEN INERSIA

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

Statika. Pusat Massa Dan Titik Berat

KHAIRUL MUKMIN LUBIS IK 13

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

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

SOAL SOAL FISIKA DINAMIKA ROTASI

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

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

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.

KESEIMBANGAN BENDA TEGAR

MODUL. DINAS PENDIDIKAN PEMUDA DAN OLAHRAGA KOTA MATARAM SMA NEGERI 1 MATARAM JL. PENDIDIKAN NO. 21 TELP/Fax. (0370) MATARAM

BAB 1 Keseimban gan dan Dinamika Rotasi

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

Dari gamabar diatas dapat dinyatakan hubungan sebagai berikut.

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

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

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

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

BAB IV HASIL PENELITIAN

Fisika Umum (MA101) Kinematika Rotasi. Dinamika Rotasi

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

KESEIMBANGAN BENDA TEGAR

FIsika KTSP & K-13 KESEIMBANGAN BENDA TEGAR. K e l a s. A. Syarat Keseimbangan Benda Tegar

BAB. 6 DINAMIKA ROTASI DAN KESETIMBAGAN BENDA TEGAR A. MOMEN GAYA DAN MOMEN INERSIA

BAB 3 DINAMIKA ROTASI DAN KESETIMBANGAN BENDA TEGAR

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

BAB DINAMIKA ROTASI DAN KESEIMBANGAN BENDA TEGAR

Bab VI Dinamika Rotasi

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

BAB 3 DINAMIKA ROTASI DAN KESETIMBANGAN BENDA TEGAR

Contoh Soal dan Pembahasan Kesetimbangan

PENGARUH PERBEDAAN PANJANG POROS SUATU BENDA TERHADAP KECEPATAN SUDUT PUTAR

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

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

C. Momen Inersia dan Tenaga Kinetik Rotasi

DINAMIKA ROTASI DAN KESETIMBANGAN BENDA TEGAR

Pembahasan UAS I = 2/3 m.r 2 + m.r 2 = 5/3 m.r 2 = 5/3 x 0,1 x (0,05) 2

Jika resultan dari gaya-gaya yang bekerja pada sebuah benda sama dengan nol

KESETIMBANGAN BENDA TEGAR

Pengertian Momen Gaya (torsi)- momen gaya.

BAB I. Penyusun SUMARTI SEKOLAH MENENGAH ATAS. Kata Pengantar. Modul Keseimbangan Benda Tegar 2

Kumpulan soal-soal level Olimpiade Sains Nasional: solusi:

GERAK BENDA TEGAR. Kinematika Rotasi

MEKANIKA UNIT. Pengukuran, Besaran & Vektor. Kumpulan Soal Latihan UN

Jawaban Soal OSK FISIKA 2014

Gerak rotasi: besaran-besaran sudut

MATERI PELATIHAN GURU FISIKA SMA/MA

BAB IX MEKANIKA BENDA TEGAR

SOAL DAN PEMBAHASAN FINAL SESI II LIGA FISIKA PIF XIX TINGKAT SMA/MA SEDERAJAT

Antiremed Kelas 11 FISIKA

Keseimbangan, Momen Gaya, Pusat Massa, dan Titik Berat

PETUNJUK UMUM Pengerjaan Soal Tahap 1 Diponegoro Physics Competititon Tingkat SMA

Pelatihan Ulangan Semester Gasal

GuruMuda.Com. Konsep, Rumus dan Kunci Jawaban ---> Alexander San Lohat 1

BAB IV DINAMIKA PARTIKEL. A. STANDAR KOMPETENSI : 3. Mendeskripsikan gejala alam dalam cakupan mekanika klasik sistem diskret (partikel).

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

Pembahasan UAS I = 2/3 m.r 2 + m.r 2 = 5/3 m.r 2 = 5/3 x 0,1 x (0,05) 2

Antiremed Kelas 11 FISIKA

BAB 13 MOMEN INERSIA Pendahuluan

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

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

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

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

GURUMUDA.COM. KONSEP, RUMUS DAN KUNCI JAWABAN ---> ALEXANDER SAN LOHAT 1

MAKALAH MOMEN GAYA. Diajukan untuk memenuhi tugas mata kuliah Fisika Mekanik. Disusun Oleh: 1.Heri Kiswanto 2.M Abdul Aziz

1. Tujuan 1. Mempelajari hukum Newton. 2. Menentukan momen inersia katrol pesawat Atwood.

K13 Antiremed Kelas 11 Fisika

Uji Kompetensi Semester 1

Soal-Jawab Fisika Teori OSN 2013 Bandung, 4 September 2013

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

GERAK LURUS Standar Kompetensi Menerapkan konsep dan prinsip dasar kinematika dan dinamika benda titik.

SOAL TRY OUT FISIKA 2

DASAR PENGUKURAN MEKANIKA

Mengukur Kebenaran Konsep Momen Inersia dengan Penggelindingan Silinder pada Bidang Miring

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

SASARAN PEMBELAJARAN

Treefy Education Pelatihan OSN Online Nasional Jl Mangga III, Sidoarjo, Jawa WhatsApp:

Latihan I IMPULS MOMENTUM DAN ROTASI

SMA NEGERI 14 JAKARTA Jalan SMA Barat, Cililitan, Kramatjati, Jakarta Timur Tlp

BESARAN VEKTOR B A B B A B

Pilihlah jawaban yang paling benar!

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

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

PAPER FISIKA DASAR MODUL 7 MOMEN INERSIA

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR MODUL 5 MOMEN INERSIA

Jadi momentum anguler adalah jumlah momen dari momentum linear jika sumbu putar sistem berhimpit.

MENERAPKAN HUKUM GERAK DAN GAYA

BAB 3 DINAMIKA GERAK LURUS

MODUL FISIKA SMA IPA Kelas 11

1. a) Kesetimbangan silinder m: sejajar bidang miring. katrol licin. T f mg sin =0, (1) tegak lurus bidang miring. N mg cos =0, (13) lantai kasar

Transkripsi:

FIS A. BENDA TEGAR Benda tegar adalah benda yang tidak mengalami perubahan bentuk dan volume selama bergerak. Benda tegar dapat mengalami dua macam gerakan, yaitu translasi dan rotasi. Gerak translasi adalah gerak yang disebabkan gaya (hukum Newton II). Gerak rotasi adalah gerak yang disebabkan oleh momen gaya/torsi, dan menimbulkan percepatan sudut. B. MOMEN GAYA DAN MOMEN INERSIA Momen gaya/torsi suatu titik didefinisikan sebagai hasil kali antara gaya yang tegak lurus terhadap jarak titik poros ke gaya. τ F.r Lengan momen (l) adalah sebutan untuk jarak titik poros rotasi sampai ke gaya yang saling tegak lurus. Torsi terdiri dari dua: a. Torsi positif, jika arahnya berlawanan arah jarum jam. b. Torsi negatif, jika arahnya searah jarum jam. Tentukan torsi di titik A, B, C, dan D pada batang homogen AD berikut! τ A -(F. AC) -(F. AD) -(50. ) (0. 6) -0 Nm τ B (F. AB) -(F. BC) (F. BD) (0. ) (50. ) (0. 5) -0 Nm τ C (F. AC) (F. CD) (0. ) (0. ) -0 Nm τ D (F. AD) + (F. CD) τ torsi (Nm) F gaya (N) r jarak gaya ke poros (m) A B C D m m m F 0 N F 50 N (0. 6) + (50. ) 70 Nm F 0 N Tentukan torsi batang homogen berikut yang memiliki panjang 8 cm! cm 5 Στ -(F.l ) +(F.l ) (F.l ) -(5. 0,.cos5) +(0. 0,7.sin5) (5. 0,8.cos5) -(5. 0,. / 5) +(0. 0,7. / 5) (5. 0,8. / 5) -, + 5,6 -, Στ,0 Nm (berputar berlawanan jarum jam) Momen inersia didefinisikan sebagai hasil kali massa partikel dengan kuadrat jarak yang tegak lurus dari titik poros rotasi. I k.m.r Momen inersia pada suatu poros yang memiliki lebih dari satu massa: Momen inersia dipengaruhi oleh: a. Massa benda b. Berat benda c. Bentuk benda F 0 N cm d. Letak sumbu putar F 5 N I momen inersia (kg m ) k koefisien momen inersia m massa partikel (kg) r jarak partikel ke poros (m) ΣI Σ m i r i F 5 N Jika suatu benda memiliki poros rotasi tidak di ujung benda tersebut, maka benda tersebut dianggap terdiri dari dua benda dengan nilai momen inersianya masingmasing. Hubungan torsi dan momen inersia dapat diturunkan dengan hukum Newton II: τ I.α α percepatan sudut (rad/s )

Berbagai nilai koefisien momen inersia pada berbagai bentuk benda dan porosnya: Benda Gambar Rumus I / M.L FIS C. HUKUM KEKEKALAN ENERGI GERAK ROTASI Hukum kekekalan energi berlaku pada gerak rotasi, diantaranya: ) Energi kinetik rotasi dapat diturunkan dari energi kinetik translasi. E k / m.v E k / m(ω.r) E k / m.r.ω Batang/ silinder pejal Silinder tebal Silinder tipis Plat segitiga sama sisi I / M.R I / M.L I / M(R + r ) I M.R I / M.A ) Total energi kinetik benda menggelinding adalah penjumlahan energi kinetik translasi dan rotasinya. Bola pejal kg dengan jari-jari 0 cm yang awalnya ditahan menggelinding pada bidang miring,5 m licin dengan kemiringan 7 o. Berapa kecepatan bola ketika bola sampai dibawah? Ep Ek translasi + Ek rotasi m.g.s sinθ /.m.v + / I.ω. 0.,5 /5 /..v + /. / 5..r. v 0 v + / 5.v 7 / 5.v 0 v 50 E k / I. ω E k / m.v + / I. ω v,5 m/s Benda yang berotasi memiliki percepatan linear dan percepatan sudut yang dapat dihitung: ) Bidang datar kasar f m r r F Plat segiempat I / M(a + b ) ) Katrol F a m.k + m α a r r Bola pejal I / 5 M.R M k T T m m Bola tipis I / M.R a W - W m + m + (k. M k ) α a r

) Bidang miring Silinder pejal berjari-jari 0 cm menggelinding di atas bidang miring kasar dengan kemiringan 0 o dengan gaya sebesar 0 N pada pusat silinder. (μ k 0,) Tentukan a) percepatan sudut silinder dan b) energi kinetik silinder pada t s! a) ΣF Wsinθ f 0 0,5.0.m. 0,.0.m m 0 0 N a 0. + 0 a 0 / 5 α / 0, b) ω t ω o + α.t ω t 0 + 0. ω t 0 rad/s m 0 / kg E k / m.(ω.r) + / I. ω a m/s α 0 rad/s E k / 8.(0.0 - ) + /. /. 8.(0 - ) 0 E k 600 x 0 - + 00 x 0 - E k 96 J Momentum sudut adalah momentum yang terjadi pada gerak rotasi. L I. ω L m.r.v τ dl dt m ΣF a m.k + m Hukum kekekalan momentum sudut menjelaskan bahwa jika tidak ada resultan torsi luar yang bekerja pada sistem (Στ 0), momentum sudut sistem adalah kekal. θ α a r L momentum sudut (Nm) I momen inersia (kg m ) ω kecepatan sudut (rad/s) v kecepatan benda (m/s) FIS Penerapan hukum kekekalan momentum sudut adalah: - Lompat indah Saat pelompat indah akan melakukan putaran di udara, ia akan menekuk tubuhnya. Hal ini akan mengurangi momen inersianya sehingga kecepatan sudutnya semakin besar. - Penari balet Ketika penari balet menarik tangannya ke dekat badannya, ia akan berputar lebih cepat, karena momen inersia berkurang, kecepatan sudut makin besar. Ketika penari balet mengembangkan kedua tangannya, ia akan berputar lebih lambat, karena momen inersia penari bertambah, kecepatan sudut makin kecil. D. KESETIMBANGAN BENDA TEGAR Kesetimbangan partikel statis adalah keadaan suatu partikel ketika memiliki resultan gaya yang bekerja sebesar nol. ΣF 0 ΣFx 0 ; ΣFy 0 Kesetimbangan benda tegar adalah keadaan suatu partikel ketika tidak bergerak secara translasi maupun rotasi, karena resultan gaya dan momen gaya sebesar nol. ΣF 0 Στ 0 ΣFx 0 ; ΣFy 0 Jenis-jenis kesetimbangan: Jenis Stabil/ mantap Labil Netral/ indiferen Sesaat setelah gaya luar dihilangkan bergerak, lalu kembali ke posisi awal tidak kembali ke posisi awal tidak berpengaruh berat bergerak naik bergerak turun tetap I. ω I. ω

Sebuah batang AD homogen m diletakkan di atas penyangga A dan D dalam keadaan setimbang sesuai diagram diatas. Tentukan gaya ke atas yang dilakukan masing-masing penyangga, jika C merupakan titik berat benda! Στ D 0 0 -(F A. AD) +(F.BD sin0) -(W. CD) 0 -(F A. ) +(0.. 0,5) -(0. ) 0 -.FA + 5 60 F A -5 F A Στ A 0 -,5 N (torsinya searah jarum jam) 0 (F D. AD) (W. AC) -(F.AB sin0) 0 (F D. ) -(0. ) -(0.. 0,5) 0.F D 60-5 F D 65 F D A m B 6,5 N (torsinya berlawanan jarum jam) Pada sistem kesetimbangan tali, berlaku persamaan sinus. α 0 F 0 N C W 0 N β T T α β D FIS Pada benda beraturan homogen, titik berat benda terdapat pada bidang/garis simetrinya. berat dapat saja berada di luar benda. Beberapa titik berat pada benda-benda umum (homogen): Satu dimensi/garis Benda berat (y 0) Batang/garis L / Busur lingkaran Busur setengah lingkaran Dua dimensi Benda berat (y 0) tali busur R busur R π Luas Segitiga / t ½ a. t Segiempat / L p l Jajar genjang / t a t Lingkaran R π r Setengah lingkaran Tiga dimensi Benda Prisma pejal beraturan R π berat (y 0) ½ π r Luas / t A alas t Silinder pejal / t π r t Limas pejal beraturan / t /. A alas t W Kerucut pejal / t /. π r t Bola pejal R /. π r T sinα T sinβ W sin90 Setengah bola pejal / 8 R /. π r E. TITIK BERAT berat (G) adalah pusat massa suatu benda yang resultan gaya gravitasi terkonsentrasi di titik itu. Ciri titik berat adalah jika dijadikan titik tumpu, maka benda akan berada dalam keadaan setimbang. Koordinat titik berat pada benda satu dimensi (garis): x 0 x y 0 y

Tentukan titik berat sistem garis berikut pada bidang kartesius! 6 FIS Koordinat titik berat pada benda tiga dimensi: x 0 x y 0 y z 0 z berat dapat ditentukan menggunakan torsi pada suatu titik tertentu: G x 0 w ix i w y 0 w iy i w Tentukan sumbu simetri dari tiap garis, didapat: L x y,5 L 8 x y L x 6 y x o x ( )+(8 )+( 6) + 8 + 6 8 6 5, Penerapan titik berat dalam kehidupan sehari-hari: ) Meloncati palang ) Permainan yudo ) Akrobat y o y (,5)+(8 )+( ) + 8 + Koordinat (,,,) 5,5 5, Koordinat titik berat pada benda dua dimensi: x 0 x y 0 y Tentukan titik berat bidang berikut! 6 A B C G A A. x A - y A 5 A B. 6 x B y B A C. x C - y C x o x y o y ( (-))+( )+( (-)) + + ( 5)+( )+( ) + + Koordinat (0,, ) - 0 0 0, 60 0 5