Pengertian Dinamika Rotasi, Rumus Dan Contoh Soalnya Lengkap

Posted on

Pengertian Dinamika Rotasi, Rumus Dan Contoh Soalnya Lengkap – Ada yang tahu apa itu dinamika torsi? Suatu benda apabila bergerak pada suatu lintasan lurus, maka benda tersebut akan dapat dikatakan bergerak secara translasi. Apa itu translasi? translasi adalah perpindahan suatu benda dengan arah dan jarak yang sama.

Namun, apabila benda tersebut bergerak pada sumbu putarnya atau bergerak pada lintasannya yang melingkar, maka benda tersebut dapat dinamakan bergerak secara rotasi.

Nah, pada bab ini akan kita uraiakan materi tentang Dinamika Rotasi lengkap dengan contoh-contohnya . Untuk itu mari kita simak!

Dinamika Rotasi

Pengertian Dinamika Rotasi

Dinamika rotasi ialah suatu cabang mekanika yang mempelajari tentang suatu gerak rotasi dengan melibatkan gaya, massa dan faktor lain yang turut mempengaruhi suatu gerak rotasi tersebut.

Suatu benda berotasi jika semua bagian benda bergerak mengelilingi poros atau sumbu putarnya yang terletak pada salah satu bagian benda tersebut.

Ketika benda bergerak secara translasi, maka benda tersebut dapat menerima gaya eksternal apabila diberikan. Gaya yang diberikan itu dapat mengubah arah lintasan benda tersebut.

Namun apabila ketika benda tersebut bergerak berputar atau pada lintasan melingkar, maka benda tersebut dapat pula menerima gaya yang lebih dikenal sebagai Torsi.

Momen Gaya Atau Torsi

Momen gaya atau torsi tersebut dapat didefinisikan dengan beberapa pengertian, yakni sebagai berikut:

  1. Torsi ialah gaya pada sumbu putar yang dapat menyebabkan benda bergerak melingkar atau berputar-putar.
  2. Torsi biasa disebut juga sebagai momen gaya.
  3. Momen gaya atau torsi benilai positif untuk gaya yang menyebabkan benda bergerak melingkar atau berputar searah dengan putaran jam (clockwise), dan apabila benda berotasi dengan arah berlawanan putaran jam atau (counterclockwise), maka torsi penyebabnya akan bernilai negatif.
  4. Setiap gaya yang arahnya tidak berpusatnya pada sumbu putar benda atau titik massa benda dapat dikatakan memberikan Torsi pada benda tersebut.
Baca Juga :   Lensa Cembung- Pengertian, Jenis, Sifat Dan Bayangannya

Perhatikan gambar berikut:

torsi pada dinamika rotasi

Torsi atau momen gaya dapat dirumuskan dengan rumus yaitu sebagai berikut:

\tau = r \times F

yang mana:
\tau ialah torsi atau momen gaya (Nm)
r ialah lengan gaya (m)
F ialah gaya yang diberikan tegak lurus dengan lengan gaya (N)

Apabila gaya yang bekerja pada lengan gaya tidak tegak lurus, maka besar torsinya yaitu:

\tau = r \times F \times \sin \theta

dimana \theta merupakan sudut antara gaya dengan lengan gaya.

rumus torsi

Momen Inersia

Konsep momen Inersia ini pertama kali diberikan oleh seorang ahli yang bernama: Leonhard Euler.

Momen inersia dijabarkan sebagai kelembaman suatu benda untuk berputar pada porosnya, atau dapat dikatakan ukuran kesukaran untuk membuat benda tersebut berputar atau bergerak melingkar.

Besaran momen inersia bergantung pada bentuk benda dan posisi sumbu putar pada benda tersebut.

Perhatikan gambar dibawah berikut:

Momen Inersia

Momen inersia dirumuskan dengan rumus:

I = mr^2

yang mana:
I ialah momen inersia (kgm2)
r ialah jari-jari (m)
m ialah massa benda atau partikel (kg)

Benda yang terdiri atas susunan partikel atau benda-benda yang penyusunnya lebih kecil, apabila melakukan gerak rotasi, maka momen inersianya sama dengan hasil jumlah semua momem inersia penyusunnya tersebut, yaitu:

I = \Sigma m_i \times r_i^2

I = (mr_1^2) + (mr_2^2) + (mr_3^2) + \cdots

Contoh Soal

Setelah kita bahas uraian materi tentang dinamika roatasi, sekarang kita lanjutkan kepembahasan soalnya.

contoh soal dinamika rotasi momen gaya

Pada gambar diatas dapat kita lihat sebuah katrol silinder pejal (Ek = \frac{1}{2}m r^2) dengan massa 3kg dan berjari-jari 20 cm dihubungkan dengan dua buah tali yang masing-masing memiliki terpaut pada benda bermassa dimana m1 adalah 6kg dan m2 adalah 3kg.

Sistem diatas berada dalam kondisi tertahan diam yang kemudian dilepaskan.

Apabila tidak terjadi gesekan pada lantai, maka berapakah percepatan kedua benda tersebut?

Pembahasannya:

Katrol:
\Sigma \tau = I \alpha
(T_2 - T_1)r = \frac{1}{2}mr^2 \frac{a}{r}
T_2 - T_1 = \frac{1}{2}ma
T_2 - T_1 = \frac{1}{2}(3)a
T_2 - T_1 = 1,5a

Sistem m:
\Sigma F = ma
W_2 - T_2 = m_2 a
30 - T_2 = 3a
T_2 = 30 - 3a

Maka sistem m:
\Sigma F = ma
T_1 = m_1 a
T_1 = 6a

Dengan cara mensubstitusi ketiga persamaan diatas, kita dapat mengetahui besarannya yaitu:

Baca Juga :   Rumus Kekuatan Lensa - Lensa Cembung Dan Cekung Beserta Contoh Soalnya

T_2 - T_1 = 1,5a
30 – 3a – 6a = 1,5a
30 – 9a = 1,5a
30 = 10,5a
a = 2,86m/s2

Demikianlah pembahasan singkat mengenai Dinamika Rotasi. Semoga bermanfaat ya …

Baca Juga: