Docstoc

Dinamika Rotasi dan Kesetimbangan Benda Tegar

Document Sample
Dinamika Rotasi dan Kesetimbangan Benda Tegar Powered By Docstoc
					                                               ©2012   yohanesbuddy




SMA KRISTEN 2 BINSUS TOMOHON
KELAS XI IPA
FISIKA :




 KINEMATIKA GERAK ROTASI           MOMENTUM SUDUT
       MOMEN GAYA                ENERGI GERAK ROTASI
      MOMEN INERSIA            KESETIMBANGAN DAN TITIK BERAT
   Posisi sudut benda tegar yang bergerak
    rotasi:
                        s
                    
                       r

   Kecepatan sudut rata-rata benda yang
    sedang bergerak rotasi:

                    
                 
                    t
   Kecepatan sudut sesaat benda yang sedang
    bergerak rotasi:
                     d
                  
                     dt
   Percepatan sudut sesaat benda yang sedang
    bergerak rotasi:
                   d   d 2
                    
                   dt   dt 2
   Benda tegar didefinisikan sebagai benda yang
    tidak berubah bentuknya bila diberi gaya luar.
   Momen gaya (torsi) adalah besaran yang
    menyebabkan sebuah benda tegar
    cenderung untuk berotasi pada porosnya.
   Besar momen gaya (torsi) didefinisikan
    sebagai hasil kali antara gaya (F) yang bekerja
    dengan lengan yang saling tegak lurus.
   Momen gaya (torsi) termasuk besaran vektor
    dan diberi lambang τ.
                          r


                   F
                 Memutar sebuah baut perlu ada
                   gaya dan lengan tertentu.
   Besar momen gaya (torsi) dapat dipenuhi
    dengan persamaan:

         rF                  atau        rF sin 
                                          Dengan θ sudut antara
                                          lengan gaya dengan garis
                                          kerja gaya.

    Batang langsing yang diputar oleh F
          terhadap titik poros O
Batang AB bebas berputar di titik O. Seperti pada gambar.
Panjang AB = 3 m, AO = 2 m dan OB = 1 m. Pada titik A bekerja
gaya FA = 10 N dan pada titik B bekerja gaya FB = 20 N.
Tentukan torsi yang bekerja pada batang dan arah putarnya.
   Kopel adalah dua buah gaya yang sejajar,
    sama besar dan berlawanan arah.
   Besarnya dinyatakan dengan momen kopel
    yang dirumuskan dengan:

       M  Fd

                        Sebuah kopel bekerja
                         pada suatu benda
   Momen inersia adalah ukuran kecenderungan
    suatu benda untuk melakukan gerak rotasi.
   Momen inersia ditentukan oleh massa dan pola
    distribusi massa terhadap sumbu putar.
   Momen inersia dari sebuah partikel bermassa m
    terhadap poros yang terletak sejauh r dari massa
    partikel didefinisikan sebagai hasil kali massa
    partikel tersebut terhadap kuadrat jarak dari titik
    poros, ditulis:

                     I  mr   2
 Menuliskan momen inersia berbagai benda!!!!
(ditulis pada buku catatan masing-masing dan akan
       diperiksa pada dipertemuan berikutnya)
    Hubungan antara momen gaya dengan
            percepatan sudut.
   Percepatan tangensial yang dialami benda
    bermassa karena pengaruh gaya menurut Hukum II
    Newton adalah:
          Ft  ma t      dimana     at  r
   Persamaan momen gaya sebesar:

                        I
1.   Perhatikan gambar berikut ini!!




     Tentukan momen gaya total yang bekerja pada roda
     terhadap poros O, jika a= 10 cm dan b = 25 cm.

       (hal. 131 Buku “Mudah dan Aktif Belajar Fisika kelas XI”)
2.   Perhatikan gambar berikut ini!!
                        F1= 10 N       F3= 10 N


                       30° 4 cm        4 cm
             A                                    C
                                   B
                       30°
            F2= 10 N

     Pada batang AC yang massanya diabaikan bekerja
     3 gaya yang besar dan arahnya seperti pada
     gambar. Berapakah besar momen gaya total
     terhadap titik B!
3.   Empat buah partikel masing-masing massanya ma= 3
     kg, mb= 2kg, mc= 1kg, md= 4kg seperti tampak pada
     gambar. Tentukan momen inersia sistem jika sumbu
     putarnya:
     a. Melalui sumbu AA’
     b. Melalui sumbu BB’




       (hal. 131 Buku “Mudah dan Aktif Belajar Fisika kelas XI”)
4.   Perhatikan gambar berikut ini!!

                        sb

             A                         B
                 1             2
                   L             L
                 3             3
     Batang homogen AB dengan panjang 0,6m dan
     massanya 3kg diputar dengan sumbu putar tegak lurus
     batang berjarak 1/3 L dari ujung A. Tentukan besar
     momen inersianya.
 Besar momentum sudut terhadap pusat lingkaran
 dari sebuah benda bertitik massa m yang bergerak
 melingkarn memenuhi persamaan:

       L  r p       atau      L  I
 Hubungan momentum sudut dengan torsi:

                        dL
                     
                        dt
   Jika pada benda yang berotasi tidak bekerja momen
    gaya (Στ = 0) maka pada gerak benda itu akan
    terjadi kekekalan momentum sudut.
             dL
    Jika      0    , maka L= konstan. Sehingga:
             dt

                      L1  L2

                     I11  I 22
   Eneregi kinetik rotasi:
                                 1
                     EKrotasi    I 2
                                 2
   Menggelinding adalah peristiwa bergeseknya
    sebuah benda secara translasi dan rotasi. Energi
    kinetik gerak menggelinding adalah :
                                     1       1 2
        EK  EKtranslasi  EKrotasi  mv  I
                                         2

                                     2        2
                         1
                     EK  (1  k )mv 2
                         2
1.   Sebuah bola memiliki massa 600 gr dan jari-jari 5
     cm. Bola tersebut menggelinding dengan
     kecepatan linier 10 m/s. Tentukan energi kinetik
     total bola tersebut!

2.   Roda yang berupa silinder pejal massanya 3 kg dan
     jari-jari 20 cm. Roda tersebut menggelinding
     dengan kecepatan sudut 100 rad/s. Tentukan
     energi kinetik total gerak roda tersebut!
3.   Sebuah bola pejal bermassa 0,5 kg dan jari-jari 20
     cm berotasi dengan kecepatan sudut 15 rad/s.
     Berapakah momentum sudut bola tersebut?

4.   Silinder pejal bermassa 0,4 kg dan jari-jari R = 25
     cm dirotasikan hingga mencapai kecepatan sudut
     20 rad/s. Tentukan momentum sudut silinder
     tersebut!
5.   Silinder A bermassa 2 kg sedang berotasi dengan
     kecepatan sudut 60 rad/s. Kemudian ada silinder B
     yang berjari-jari sama dan massa 3 kg digabungkan
     pada silinder A dengan poros sama. Tentukan
     kecepatan sudut gabungan silinder tersebut!
6.   Dua piringan berjari-jari sama memiliki massa masing-
     masing: mA= 0,8 kg dan mB= 1,6 kg. Pada awalnya
     kedua piringan berputar dengan kecepatan sudut
     ωA=32 rpm dan ωB=8 rpm. Jika kedua piringan
     digabungkan sepusat maka tentukan kecepatan
     sudutnya setelah digabung!
Benda dikatakan berada dalam kesetimbangan apabila:
 Benda itu sebagai satu keseluruhan tetap diam atau
  bergerak menurut garis lurus dengan kecepatan
  konstan
                      F  0
   Benda itu tidak berotasi sama sekali atau berotasi
    dengan kecepatan tetap

                        0
   Titik berat adalah titik kesetimbangan berat benda.
   Titik berat benda terletak pada sumbu simetri, simetri
    berat, simetris massa, simetri volume, simetri luas
    atau simetri panjang.
          xW xm xV xA xl
     x0                 
          W   m   V   A   l
          yW ym yV yA yl
     y0                 
          W   m   V   A   l
1.   Sebuah batang AB yang panjangnya 4 meter
     bersandar pada dinding licin di titik B. Sudut yang
     dibentuk batang AB dari alasnya 53°, sedangkan berat
     batang w. Jika saat batang AB tepat akan tergelincir,
     tentukanlah koefisien gesek antara batang dan
     alasnya.
                       B




                                     θ
                                          A
       (hal. 133 Buku “Mudah dan Aktif Belajar Fisika kelas XI”)
2.   Sebatang balok yang panjangnya 8 m dan
     beratnya 200 N digantungkan seperti pada
     gambar. Jika jarak AB= 1m, BC= 4m, dan CD= 3m,
     tentukanlah nilai perbandingan tegangan tali T1
     dan T2.
3.   Empat bujur sangkar ukuran 4 cm x 4 cm dipasang
     seperti gambar. Tentukan titik berat-nya.
4.   Tentukanlah letak titik pusat massa dari system
     benda titik yang terdiri dari m1 = 5 kg pada (0,0),
     m2 = 30 kg pada (15,20), m3 = 20 kg pada (30,0) dan
     m4 = 15 kg pada (-15,10), dalam cm.
SELAMAT BELAJAR

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Tags:
Stats:
views:1198
posted:9/6/2012
language:
pages:34