LISTRIK untuk SMP
KEGIATAN PEMBELAJARAN 3: GERAK ROTASI
KELOMPOK KOMPETENSI C
Guru Mata Pelajaran Fisika SMA
49
Gambar 3.5. Titik A yang berotasi dengan sumbu O dan jari-jari R memiliki
momentum m × v.
Gambar di atas memperlihatkan titik A yang berotasi dengan sumbu putar O. R adalah jarak antara O dan A. Selama berotasi titik A memiliki momentum
sebesar P = m × v.Hasil perkalian momentum dengan jarak R disebut momentum sudut, dan diberi notasi L.
Apabila momentum sudut dihubungkan dengan momen inersia, maka diperoleh persamaan sebagai berikut.
L = I × ω
Keterangan: v : kecepatan linear ms
L : momentum sudut kg m
2
s
–1
m : massa partikeltittik kg R : jarak partikel ke sumbu putar m
ω : kecapatan sudut rads I : momen inersia kg m
2
d. Momen Kopel Pada Gerak Rotasi
Kopel adalah pasangan dua gaya sama besar dan berlawanan arah yang garis-garis kerjanya sejajar tetapi tidak berimpit.
Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud
KEGIATAN PEMBELAJARAN 3: GERAK ROTASI
KELOMPOK KOMPETENSI C
50
Besarnya kopel dinyatakan dengan momen kopel M, yaitu hasil perkalian salah satu gaya dengan jarak tegak lurus antara kedua gaya tersebut. Secra matematis
dapat ditulis sebagai berikut.
M = F × d
Keterangan: M : momen kopel Nm
F : gaya N d : jarak antargaya m
Pengaruh kopel pada suatu benda memungkinkan benda tersebut berotasi.Jika kopel berotasi searah jarum jam diberi nilai negatif
–, dan jika berlawanan dengan arah jarum jam diberi nilai positif +.
Contoh kopel adalah gaya-gaya yang bekerja pada jarum kompas di dalam medan magnetik bumi. Pada kutub utara dan kutub selatan jarum, bekerja gaya
yang sama besar, tetapi arahnya berlawanan.
Gambar 3.6. Gaya-gaya yang bekerja pada kedua kutub jarum kompas karena gerak
rotasi http:fisikazone.comgerak-rotasi
2. Hukum I Newton Untuk Rotasi
Hukum I Newton untuk rotasi memberikan pemahaman apabila semakin besar momen inersia suatu benda, maka diperlukan torsi yang semakin
besar untuk menggerakkannya agar berotasi.
3. Hukum II Newton Untuk Rotasi
Kita tentu masih ingat bahwa sebuah benda bermassa m yang mula-mula diam akan bergerak bila dikenai gaya
dengan percepatan sebesar . Pada pelajaran yang lalu juga dipaparkan bahwa sebuah benda yang dikenai
torsi, maka benda akan berotasi. Bila sebuah benda berotasi tentunya dia memiliki kecepatan sudut dan mungkin juga percepatan sudut. Adakah
LISTRIK untuk SMP
KEGIATAN PEMBELAJARAN 3: GERAK ROTASI
KELOMPOK KOMPETENSI C
Guru Mata Pelajaran Fisika SMA
51
kaitan antara percepatan sudut dengan torsi seperti antara dengan pada gerak linear?
Perhatikan sebuah daun pintu yang tidak terkunci. Doronglah tepi daun pintu dengan gaya tertentu, catatlah dalam pikiran kita berapa kira-kira percepatan
sudut pintu. Ulangi mendorong pintu di tengah antara tepi pintu dan engsel yang merupakan sumbu rotasi. Doronglah dengan gaya yang sama.
Meskipun gaya dengan torsinya akan berbeda. Perkirakanlah percepatan sudutnya.
Bila diberikan terus-menerus, maka benda akan berotasi terus-menerus.
4. Persamaan Hukum II Newton Untuk Rotasi
Dengan menurunkan persamaan yang menghubungkan antara torsi dan percepatan sudut. Tinjau sebuah benda bermassa m terikat oleh kawat tipis
yang kaku berada sejauh r dari titik O. Benda kemudian diberi gaya yang
tegak lurus dengan . Benda akan melakukan gerak rotasi, dengan arah lintasan sama dengan
arah dan mengalami percepatan linear dengan memenuhi persamaan:
Lintasan benda akan melingkar, percepatan setiap saat memiliki arah sejajar dengan lintasan setiap saat. Supaya menjadi torsi kita kalikan persamaan di
atas dengan r pada kedua ruasnya, sehingga kita peroleh:
Percepatan tangensial benda sama dengan r dikalikan percepatan sudutnya atau
a = rα,sehingga persamaan diatas bisa kita tuliskan:
