“ Momen Inersia”
Oleh : XI PSIA 1
SMAN 1 AMLAPURA
TAHUN PELAJARAN 2012/2013
MOMEN INERSIA
I. Tujuan : Menentukan benda yang lebih cepat meluncur yang berhubungan dengan momen inersia masing- masing benda
II. Tanggal Praktikum : Senin, 04 Februari 2013
III. Landasan Teori
Suatu benda dapat melakukan gerak melingkar jika pada benda tersebut bekerja sebuah momen gaya. Akibat momen gaya inilah timbul gerak rotasi dari gerak rotasi terjadi percepatan sudut, kecepatan sudut dan momen inersia serta momen gaya (torka).
Momen gaya adalah ukuran resistensi atau kelembapan suatu benda terhadap perubahan dalam gerak rotasi. Sedangkan momen inersia adalah gaya yang diberikan oleh benda untuk mempertahankan kecepatan awalnya. Adapun rumus dari momen inersia adalah I = mr2. Momen inersia diberikan lambang I dengan demikian momen inersia dari sebuah partikel bermassa m didefinisikan sebagai hasil kali massa (m) dengan kuadrat jaraknya (r).
Untuk benda tegar, ketika menuruni suatu benda miring mulai dari keadaan diam, energi potensial gravitasi pada posisi dibebaskan terhadap acuan dasar miring berubah menjadi energi kinetik di dasar bidang. Energi kinektik di dasar bidang adalah total dari energi translasi pusat massa dan energi kinetik rotasi terhadap pusat massa sebagai poros.
Secara matematis ditulis :
Momen inersia benda tegar dapat ditulis sebagai :
Dengan k adalah faktor numerik yang menyatakan bagaimana massa benda tegar didistribusikan terhadap porosnya. Makin tersebar massa benda itu terhadap porosnya, makin besar nilai k.
Dengan demikian persamaan dapat ditulis menjadi :
M.g.h = MV² + Iω²
M.g.h = MV² + (kMR²)( ) karena ω =
g.h = V² (1+k)
V =
Telah dijelaskan bahwa semakin tersebar massa benda itu terhadap porosnya, maka makin besar nilai k, dan sesuai V = , makin besar nilai k, makin besar nilai (1 + k), dan berarti makin kecil makin kecil nilai kecepatan pusat massa V.
Berikut adalah rumus momen inersia benda tegar
• Bila benda berupa silinder pejal maka I = ½ mr2
• Bila benda berupa bola tipis berongga maka I = 2/3 mr2
• Bila benda berupa silinder tipis berongga maka I = mr2
• Bila benda berupa bola pejal maka I = 2/5 mr2
• Bila benda berupa batang silinder I = 1/3 ml2
• Bila benda berupa persegi panjang maka I = 1/12 ma2 bila diukur melalui pusatnya
IV. Alat dan Bahan
1 Cincin
2 Baterai
3 Kaleng
4 Kotak/kubus
5 Bola
6 Stopwatch
V. Langkah kerja
1. Siapkan bidang miring!
2. Gelindingkan sekaligus alat-alat pada bidang miring!
3. Amatilah dan catatlah waktu pada saat benda bergelinding!
VI. Hasil pengamatan
No Nama Benda Tinggi landasan Waktu
1. Kotak 50 cm 0,45
2. Baterai 50 cm 0,51
3. Bola 50 cm 0,52
4. Cincin 50 cm 0,65
5. Kaleng 50 cm 0,62
VII. Analisa Data
• Kotak dengan rumus momen inersia 1/12 ma2 harga k = 1/12
• Baterai ( batang silinder ) dengan rumus momen inersia 1/3mr2 harga k = 1/3
• Bola ( bola pejal) dengan rumus momen inersia I = 2/5 mr2 harga k = 2/5
• Cincin ( silinder tipis berongga ) dengan rumus momen inersia mr2 harga k = 1
• Kaleng (silinder pejal) dengan rumus momen inersia 1/2mr2 harga k = 1/2
Karena kubus memiliki harga k yang paling kecil maka kecepatannya akan lebih besar daripada benda lainnya.
Urutan benda yang meluncur dengan kecepatan dari terbesar ke terkecil : Kotak – Baterai – Kelereng - Kaleng – Cincin
VIII. Kesimpulan
Jadi, kubus paling cepat meluncur dibandingkan dengan baterai, kaleng, bola pimpong, kelereng dan cincin.
DAFTAR PUSTAKA
http://elearning.gunadarma,ac.id/docmodul/dinamikateknik/bab14_menentukanmomeninersia.massa.pdf , tanggal akses : 05-02-2013
http://web.ipb.ac.id/~IBP/kulon/diktat/8.pdf, tanggal akses : 05-02-2013
Meriam.J.L. dan L.G. Kraige.Mekanika Teknik Edisi Kedua Statika Jilid I Versi SI.Jakarta : 2007.
http://www.yohanessurya.com/download/pemlu/Asyikfisika08.pdf , tanggal akses : 05-02-2013.
NAMA KELOMPOK
1. I Gusti Agung Ayu Diah Pradnya Paramita (12)
2. Gusti Made Dwi Tara Maharane (13)
3. Ni Wayan Giana Kusumawathi (16)
4. Ni Kadek Widiratmini (30)
DOKUMENTASI
“ Momen Inersia”
Oleh : XI PSIA 1
SMAN 1 AMLAPURA
TAHUN PELAJARAN 2012/2013
MOMEN INERSIA
I. Tujuan : Menentukan benda yang lebih cepat meluncur yang berhubungan dengan momen inersia masing- masing benda
II. Tanggal Praktikum : Senin, 04 Februari 2013
III. Landasan Teori
Suatu benda dapat melakukan gerak melingkar jika pada benda tersebut bekerja sebuah momen gaya. Akibat momen gaya inilah timbul gerak rotasi dari gerak rotasi terjadi percepatan sudut, kecepatan sudut dan momen inersia serta momen gaya (torka).
Momen gaya adalah ukuran resistensi atau kelembapan suatu benda terhadap perubahan dalam gerak rotasi. Sedangkan momen inersia adalah gaya yang diberikan oleh benda untuk mempertahankan kecepatan awalnya. Adapun rumus dari momen inersia adalah I = mr2. Momen inersia diberikan lambang I dengan demikian momen inersia dari sebuah partikel bermassa m didefinisikan sebagai hasil kali massa (m) dengan kuadrat jaraknya (r).
Untuk benda tegar, ketika menuruni suatu benda miring mulai dari keadaan diam, energi potensial gravitasi pada posisi dibebaskan terhadap acuan dasar miring berubah menjadi energi kinetik di dasar bidang. Energi kinektik di dasar bidang adalah total dari energi translasi pusat massa dan energi kinetik rotasi terhadap pusat massa sebagai poros.
Secara matematis ditulis :
Momen inersia benda tegar dapat ditulis sebagai :
Dengan k adalah faktor numerik yang menyatakan bagaimana massa benda tegar didistribusikan terhadap porosnya. Makin tersebar massa benda itu terhadap porosnya, makin besar nilai k.
Dengan demikian persamaan dapat ditulis menjadi :
M.g.h = MV² + Iω²
M.g.h = MV² + (kMR²)( ) karena ω =
g.h = V² (1+k)
V =
Telah dijelaskan bahwa semakin tersebar massa benda itu terhadap porosnya, maka makin besar nilai k, dan sesuai V = , makin besar nilai k, makin besar nilai (1 + k), dan berarti makin kecil makin kecil nilai kecepatan pusat massa V.
Berikut adalah rumus momen inersia benda tegar
• Bila benda berupa silinder pejal maka I = ½ mr2
• Bila benda berupa bola tipis berongga maka I = 2/3 mr2
• Bila benda berupa silinder tipis berongga maka I = mr2
• Bila benda berupa bola pejal maka I = 2/5 mr2
• Bila benda berupa batang silinder I = 1/3 ml2
• Bila benda berupa persegi panjang maka I = 1/12 ma2 bila diukur melalui pusatnya
IV. Alat dan Bahan
1 Cincin
2 Baterai
3 Kaleng
4 Kotak/kubus
5 Bola
6 Stopwatch
V. Langkah kerja
1. Siapkan bidang miring!
2. Gelindingkan sekaligus alat-alat pada bidang miring!
3. Amatilah dan catatlah waktu pada saat benda bergelinding!
VI. Hasil pengamatan
No Nama Benda Tinggi landasan Waktu
1. Kotak 50 cm 0,45
2. Baterai 50 cm 0,51
3. Bola 50 cm 0,52
4. Cincin 50 cm 0,65
5. Kaleng 50 cm 0,62
VII. Analisa Data
• Kotak dengan rumus momen inersia 1/12 ma2 harga k = 1/12
• Baterai ( batang silinder ) dengan rumus momen inersia 1/3mr2 harga k = 1/3
• Bola ( bola pejal) dengan rumus momen inersia I = 2/5 mr2 harga k = 2/5
• Cincin ( silinder tipis berongga ) dengan rumus momen inersia mr2 harga k = 1
• Kaleng (silinder pejal) dengan rumus momen inersia 1/2mr2 harga k = 1/2
Karena kubus memiliki harga k yang paling kecil maka kecepatannya akan lebih besar daripada benda lainnya.
Urutan benda yang meluncur dengan kecepatan dari terbesar ke terkecil : Kotak – Baterai – Kelereng - Kaleng – Cincin
VIII. Kesimpulan
Jadi, kubus paling cepat meluncur dibandingkan dengan baterai, kaleng, bola pimpong, kelereng dan cincin.
DAFTAR PUSTAKA
http://elearning.gunadarma,ac.id/docmodul/dinamikateknik/bab14_menentukanmomeninersia.massa.pdf , tanggal akses : 05-02-2013
http://web.ipb.ac.id/~IBP/kulon/diktat/8.pdf, tanggal akses : 05-02-2013
Meriam.J.L. dan L.G. Kraige.Mekanika Teknik Edisi Kedua Statika Jilid I Versi SI.Jakarta : 2007.
http://www.yohanessurya.com/download/pemlu/Asyikfisika08.pdf , tanggal akses : 05-02-2013.
NAMA KELOMPOK
1. I Gusti Agung Ayu Diah Pradnya Paramita (12)
2. Gusti Made Dwi Tara Maharane (13)
3. Ni Wayan Giana Kusumawathi (16)
4. Ni Kadek Widiratmini (30)
DOKUMENTASI
Tidak ada komentar:
Posting Komentar