Keping Berbentuk Segiempat Menghitung Momen Inersia atau Kelembaman

Kompetensi Fisika Kelas XI Semester 2 137

1. Sumbu Dianggap Licin Tanpa Gesekan

Sebuah katrol melakukan gerak rotasi dengan sumbu putar pada titik beratnya. Perhatikan gambar 6.16 di samping Katrol pada gambar 6.16 diberi beban m 1 dan m 2 pada kedua ujungnya. Jika sumbu katrol dianggap licin tanpa gesekan maka kesetimbangan gaya yang bekerja pada sistem katrol tersebut adalah sebagai berikut. Pada gerak translasi beban berlaku: Σ F = m . a + T 1 – m 1 g = m 1 a . . . 6.26 + m 2 g – T 2 = m 2 a . . . 6.27 Pada gerak rotasi katrol berlaku: τ = I . α T 2 – T 1 R = I R a . . . 6.28

2. Pada Puncak Bidang Miring

Sebuah katrol terletak pada puncak bidang miring. Katrol tersebut melakukan gerak rotasi dengan sumbu putar pada titik beratnya. Perhatikan gambar 6.17 di samping Pada gambar 6.17 antara benda dengan lantai terjadi gaya gesek f. Dengan demikian kesetimbangan gaya yang bekerja pada sistem katrol tersebut adalah: Pada gerak translasi beban berlaku: ΣF = m . a + T 1 – m 1 g sin θ – f = m 1 a . . . 6.29 + m 2 g – T 2 = m 2 a . . . 6.30 Pada gerak rotasi katrol berlaku: Σ τ = I . α T 2 – T 1 R = I R a . . . 6.31

3. Satu Ujung Talinya Terikat pada Sumbu Katrol

Sebuah katrol yang salah satu talinya terikat pada sumbu katrol melakukan gerak rotasi. Perhatikan gambar 6.18 Kesetimbangan gaya yang bekerja pada sistem katrol tersebut adalah: m 1 m 2 m 1 g m 2 g T 2 m R Gambar 6.16 Katrol licin tanpa gesekan T 1 Gambar 6.17 Katrol pada puncak bidang miring f m 1 g m 2 g m R m 1 g sin θ m 2 m 1 T 2 Kompetensi Fisika Kelas XI Semester 2 138 Pada gerak translasi beban berlaku: ΣF = m . a mg – T = m . a . . . 6.32 Pada gerak rotasi katrol berlaku: τ = I . α T . R = I . R a . . . 6.33 Untuk lebih jelasnya, pelajari contoh soal berikut Kemudian kerjakan pelatihan di bawahnya Contoh Soal Gambar 6.18 Katrol yang salah satu talinya terikat pada sumbu katrol m T m g T Pesawat Atwood seperti pada gambar terdiri atas katrol silinder dianggap sebagai silinder pejal yang masanya 4 kg. Massa m 1 dan m 2 masing-masing 5 kg dan 3 kg. Jari-jari katrol = 50 cm. Tentukan: a. percepatan beban, b. tegangan tali. Penyelesaian: Diketahui: m k = 4 kg m 1 = 5 kg m 2 = 3 kg R = 50 cm Ditanyakan: a. a = . . . ? b. T 1 = . . . ? T 2 = . . . ? Jawab: a. Tinjau benda m 1 Σ F = m 1 . a w 1 – T 1 = m 1 . a 5 . 10 – T 1 = 5 . a T 1 = 50 – 5 a Tinjau benda m 2 : Σ F = m 2 . a T 2 – W 2 = m 2 . a T 2 – 3 . 10 = 3 . a T 2 = 30 + 3 a Tinjau katrol Σ τ = I . α T 1 . R – T 2 . R = 1 2 m . R 2 r a m 1 m 2