Skip to content Skip to sidebar Skip to footer

Dinamika Rotasi dan kesetimbangan benda tegar : Pengertian, Rumus dan contoh Soal Penyelesaian - jessipermata

                                                                        BAB 

DINAMIKA ROTASI DAN KESETIMBANGAN BENDA TEGAR


1.       MOMEN GAYA ( TORSI )
          Momen gaya atau rotasi sering pula disebut dengan torsi atau torka yang dinotasikan dengan (ԏ) memiliki satuan Newton meter (Nm). Pada pelajaran gerak lurus, kamu telah belajar bahwa penyebab terjadinya gerak adalah gaya. Dengan demikian pada gerak rotasi, penyebab berputarnya suatu benda dinamakan momen gaya.
          Momen gaya didenifisikan sebagai hasil perkalian antara gaya dan lengan momenyang tegak lurus ke poros atau sumbu rotasi.
Contoh momen gaya dalam kehidupan sehari-hari :
Membuka atau menutup pintu, tanganmu merupakan gaya sedang lebar pintu merupakan lengan momen ( bukan tinggi pintu lho ya ). Ayo temukan 5 contoh lagi
Gambar :





ԏ = +  , arah putaran gaya searah dengan arah jarum jam

Rumus :
ԏo = F.L
keterangan :
ԏo = momen gaya atau torsi yang sumbu atau pusat putaran ada di titik O (Nm )
F  =  gaya ( N )
L = lengan momen ( m )




ԏ = -  , arah putaran gaya berlawanan dengan  arah jarum jam
 Rumus :
ԏo = - F.L
SOAL I :
1.
jika panjang lengan momen ( L ) = 4 meter dan besar gaya 10 N, tentukan momen gaya ( torsi ) jika pusat putaran ada dititik O
Jawab:

2. 
jika L = 3 meter dan besar gaya 30 N, tentukan momen gaya ( torsi ) jika pusat putaran ada dititik O
Jawab:
arah gaya F akan berlawanan dengan arah jarum jam menuju ke pusat putaran O, torsi bernilai negatif ,  maka :

ԏo = - F.L
ԏo = - 30 . 3
     = 90 Nm

SOAL II :




Tentukan momen gaya atau torsinya jika pusat torsi/putaran ada di titik O

Jawab : 

ԏo = F.L
     = 100. 1
     = 100 Nm
    

BILA KURANG PAHAM KALIAN BISA LIHAT YOUTUBE DENGAN  DI BAWAH INI :








Jika AB = BC = CD = 1 m
Tentukan momen gaya yang bekerja pada batang AD jika pusat momen gaya ada di ……
a.  titik A
b. titik C
c. titik B
d. titik D
( untuk soal point c dan d, kerjakan di rumah )
Jawab :
a. 

ԏA = ԏ1 +  ԏ2 + ԏ3 + ԏ4 
ԏ1 = F1 . L1
    = 10. 0  ( L1 = nol karena F1 langsung menempel pusat torsi/putaran, sehingga tidak punya    lengan momen L )
    =  0 Nm
ԏ2 = + F2 . L2
ԏ2 = 15 . 1
     = 15 Nm
ԏ3 = - F3 . L3
ԏ3 = - 20 . 2
     = - 40 Nm
ԏ4 = + F4 . L4
ԏ2 = 5 . 3
     = 15 Nm
Jadi :
ԏA = ԏ1 +  ԏ2 + ԏ3 + ԏ4 
ԏA = 0 + 15 – 40 + 15 = - 10 Nm
BILA KURANG PAHAM CONTOH SOAL NOMOR 2a , KALIAN BISA LIHAT YOUTUBE DENGAN LINK DI BAWAH INI :




b.    

ԏC = ԏ1 +  ԏ2 + ԏ3 + ԏ4 
ԏ1 = +  F1 . L1
    = 10. 2 
    =  20 Nm
ԏ2 = - F2 . L2
ԏ2 = -15 . 1
     = -15 Nm
ԏ3 = F3 . L( L3 = nol karena F3 langsung menempel pusat torsi/putaran, sehingga tidak punya    lengan momen L )

ԏ3 = 20 . 0
     = 0 Nm
ԏ4 = + F4 . L4
ԏ2 = 5 . 1
     = 5 Nm
Jadi :
ԏC = ԏ1 +  ԏ2 + ԏ3 + ԏ4 
ԏA = 20 - 15 + 0 + 5 = 10 Nm ( Newton meter )
 BILA KURANG PAHAM CONTOH SOAL NOMOR 2 b , KALIAN BISA LIHAT YOUTUBE  DI BAWAH INI :

Mencari nilai torsi ( ԏ )  Jika antara F dan L tidak saling tegak lurus

a.    F dan L menbentuk sudut lancip



RUMUS :

Sin ϴ  = d / L

Sehingga : d = L Sin ϴ 

ԏ = F.d

ԏ = F L Sin ϴ 

b.    F dan L menbentuk sudut tumpul

 


ԏ = F L Sin ϴ  atau ԏ = F L Sin α

catatan :

disini  nilai : Sin ϴ  =  Sin α

1.    1. diketahui gambar seperti di bawah ini

Jika AB = BC = CD = DE = 2 m

Tentukan momen gaya batang AE jika pusat putaran ada di :

 

a)   Titik A                  c) Titik D

b)   Titik C                  d) Titik E


 

3.  Lima gaya bekerja pada bujursangkar dengan sisi 10 cm seperti pada gambar yang ditunjukkan  pada gambar berikut.

Tentukan momen gaya jika poros berada di titik perpotongan diagonal bujursangkar .

2. Momen Inersia (I)

Beberapa pengertian :

-         Pada geral translasi massa  merupakan besaran  yang menyatakan ukuran kelembaban  suatu

-         Pada gerak rotasi yang menyatakan ukuran kelembaban suatu benda adalah momen inersia.

-         Momen inersia suatu partikel didefinisikan   sebagai hasil kali  massa partikel  dengan kuadrat  jarak partikel terhadap sumbu  putarnya atau porosnya.

 

Rumus :

I = mr2

Keterangan :

I    = momen inersia (kg m2)

m = massa partikel  (kg)

r   = jarak antara partikel dengan porosnya (m)


Bila teridiri dari beberapa partikel, maka

SI = m1r12 + m2r22 + m3r32 + ……

 

Gambar :





Post a Comment for "Dinamika Rotasi dan kesetimbangan benda tegar : Pengertian, Rumus dan contoh Soal Penyelesaian - jessipermata"