RYAN EKY P P

 

DINAMIKA DAN KESETIMBANGAN BENDA TEGAR

Nama : Ryan Eky Pratama Putra

Kelas : XI MIA 2

Absen : 24

DINAMIKA ROTASI

 

adalah gerak yang mengalami perputaran terhadap poros tertentu. Gerak rotasi ini disebabkan oleh  adanya torsi yaitu kecenderungan sebuah gaya untuk memutar suatu benda tegar terhadap titik poros tertentu. 

 

1.      Torsi (Momen Gaya)

2.      Momen Inersia

3.      Momentum Sudut

Torsi (Momen Gaya)

Merupakan besaran yang menyebabkan terjadinya gerak rotasi. Torsi juga merupakan hasil kali antara gaya dan lengannya. Secara sistematis, torsi dirumuskan sebagai berikut :

 

                 Contoh Soal :

Sebuah pintu dengan lebar 1,2 m didorong seorang dengan gaya 20 N. Hitunglah torsi yang dihasilkan jika gaya dorong tegak lurus pintu

Diketahui :

r = 1,2 m

F = 20 N

Ditanya : Torsi yang dihasilkan jika gaya dorong tegak lurus pintu

Jawab :

t = F . r . sin q

   = 20 . 1,2 . sin 90°

   = 20. 1,2 . 1

   = 24 Nm                   

Momen Inersia

adalah kecenderungan suatu benda untuk mempertahankan keadaannya baik tetap diam atau tetap bergerak. Momen inersia ini juga sering disebut sebagai  kelembaman suatu benda. Momen inersia dapat dirumuskan sebagai berikut :

 

                                                                             I = mr2

Keterangan:

m = massa benda (kg)

r = jarak benda terhadap sumbu putar (m)

Persamaan Momen Inersia pada Berbagai Benda

 

 

 

             Contoh Soal :

Batang pejal bermassa 2 kg dan panjang batang pejal adalah 2 meter. Tentukan momeninersia batang jika sumbu rotasi terletak di tengah batang!

Jawab :

 

 Momentum Sudut

adalah ukuran kesukaran benda untuk mengubah arah gerak benda yang sedang berputar atau bergerak melingkar. Momentum sudut dirumuskan dengan:

L = I ω

L = mvr

Keterangan : 
L : momentum sudut (kgm²s^-1)
I : momen inersia benda (kgm²)
ω : kecepatan sudut benda (rad/s)
m : massa benda (kg)
v : kecepatan linear (m/s)
r : jarak benda ke sumbu putarnya (m)

 

Contoh Soal

Suatu benda mempunyai momen inersia 2 kg m² dan berotasi pada sumbu tetap dengan kecepatan sudut 1 rad/s. Berapa momentum sudut benda tersebut ?
Pembahasan

Diketahui :
Momen inersia (I) = 2 kg m²
Kecepatan sudut (ω) = 1 rad/s

Ditanya : Momentum sudut (L)

Jawab :
L = I ω

   = (2)(1)

   = 2 kg m²/s

           

KESEIMBANGAN BENDA TEGAR

adalah kondisi dimana momentum benda tegar sama dengan nol. Artinya jika awalnya benda tegar tersebut diam, maka ia akan tetap diam. Namun jika awalnya benda tegar tersebut bergerak dengan kecepatan konstan, maka ia akan tetap bergerak dengan kecepatan konstan.

 

      Syarat Keseimbangan Benda Tegar

Syarat keseimbangan yang berlaku pada benda tegar adalah syarat keseimbangan translasi dan rotasi. Adapun syarat yang harus dipenuhi adalah sebagai berikut.

 

 

 

 

      Posisi Titik Keseimbangan / Titik Berat

Titik berat adalah titik keseimbangan sebuah benda yang memenuhi syarat syarat benda seimbang. Titik berat benda bergantung pada bentuk benda

a.      titik berat benda berdimensi khusus

Secara matematis dirumuskan dengan sebagai berikut

Adapun untuk mengetahui titik berat benda berdimensi khusus, cermati tabel berikut

 

b.      titik berat benda dua dimensi

Secara matematis, dapat dirumuskan sebagai berikut.

 

 

 

Untuk mengetahui titik berat benda berdimensi dua, cermati tabel berikut.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c.       titik berat benda tiga dimensi

Secara matematis, dirumuskan dengan rumus berikut

 

 

 

Adapun titik berat benda tiga dimensi sebagai berikut

 

Contoh Soal

Perhatikan gambar berikut.

 

 

 

  

Pembahasan:

Mula-mula, perhatikan analisis gaya berikut.

Kemudian, terapkan syarat keseimbangan.

Dengan mensubstitusikan nilai T2 = 250 ke persamaan (*), diperoleh:

    Jadi, tegangan pada kedua tali berturut-turut adalah 150 N dan 250 

 

 

TERIMA KASIH TELAH MEMBACA WASSALAMUALAIKUM WR . WB