115
Rotasi Benda Tegar
A. Pengertian Benda Tegar
Benda tegar adalah benda yang tidak mengalami perubahan bentuk
akibat pengaruh gaya atau momen gaya. Sebenarnya benda tegar hanya- lah suatu model idealisasi. Karena pada dasarnya semua benda akan
mengalami perubahan bentuk apabila dipengaruhi oleh suatu gaya atau momen gaya. Namun, karena perubahannya sangat kecil, pengaruhnya
terhadap keseimbangan statis dapat diabaikan.
Perhatikan Gambar 7.2 Ada dua buah batangan, benda A terbuat dari besi dan benda B terbuat dari adonan gandum yang agak lembek.
Apabila kedua benda itu diputar dengan memegang salah satu ujungnya, kira-kira apakah yang akan terjadi? Benda A bentuknya relatif tetap,
sedangkan benda B akan mengalami perubahan bentuk. Pada putaran dengan frekuensi tertentu benda B akan meregang dan tidak kembali
pada bentuk semula. Jadi, dapat dinyatakan bahwa benda A adalah benda tegar dan benda B bukan benda tegar.
B. Pengaruh Torsi Terhadap Benda Tegar
Apakah yang dimaksud dengan torsi? Perhatikan Gambar 7.3 Apa
yang terjadi pada jungkat-jungkit jika sebuah bola diletakkan di titik A,
di titik B, atau di titik C?
Saat bola diletakkan di titik A, maka batang jungkat-jungkit akan
mengguling yang arah putarannya berlawanan arah jarum jam. Saat
bola diletakkan di titik B, batang jungkat-jungkit akan tetap di atas tidak mengguling. Dan saat bola diletakkan di titik C, batang jungkat-jungkit
akan mengguling yang arah putarannya searah jarum jam.
Gerakan mengguling pada batang jungkat-jungkit ini disebabkan oleh pengaruh torsi
τ
. Torsi atau momen gaya merupakan gaya yang bekerja pada sebuah benda dengan jarak tertentu terhadap titik pusat
pada benda tersebut. Jarak tertentu yang tegak lurus dengan pusat massa
Benda A Benda B
Besi Adonan Tepung
Gambar 7.2 Benda tegar.
A B
C
Gambar 7.3
Jungkat-jungkit.
Di unduh dari : Bukupaket.com
Fisika SMA MA Kelas XI
116
CONTOH SOAL
benda disebut lengan gaya atau lengan momen. Jadi, Torsi didefinisikan sebagai hasil kali antara gaya F dengan jarak lengan gaya l . Secara
matematis dapat dinyatakan sebagai berikut.
t = F × l Keterangan:
t : momen gaya Hm F
: gaya N l
: lengan gaya m
Perhatikan gambar di atas Berdasarkan gambar tersebut, tentukan a.
τ
1
,
τ
2
,
τ
3
, dan
τ
4
b. Jumlah total torsi yang bekerja c.
Ke mana arah batang mengguling? Diketahui : F
1
= 4 N F
2
= 5 N F
3
= 5 N F
4
= 4 N l
1
, l
2
, l
3
, l
4
= 1 m Ditanyakan : a.
τ
1
,
τ
2
,
τ
3
, dan
τ
4
= ...? b.
∑
τ = ...? c. Arah batang mengguling?
Jawab :
a. Kita tetapkan bahwa arah mengguling searah putaran jarum jam bernilai positif.
τ
1
= - F
1
· l
1
τ
2
= F
2
· l
2
= - 4 · 1 = 6 · 2
= - 4 Nm = 12 Nm
Di unduh dari : Bukupaket.com
117
Rotasi Benda Tegar
UJI PEMAHAMAN TUGAS
τ
3
= - F
3
· l
3
τ
4
= F
4
· l
4
= - 5 · 1 = 4 · 2
= - 5 Nm = 8 Nm
b. Σ
τ
=
τ
1
+
τ
2
+
τ
3
+
τ
4
= -4 + 12 + -5 + 8 = 20 – 9
= 11 Nm
c. Benda akan mengguling searah jarum jam, karena Σ
τ
= 11 Nm bernilai positif
Diskusikan dengan teman sebangku Anda Bagaimana cara menyeimbangkan jungkat-jungkit jika dua anak yang
bermain bersama memiliki massa yang berbeda misalkan seorang ayah yang bermain jungkat-jungkit dengan anaknya yang masih kecil?
Analisislah dengan pemahaman fisika Anda. Buatlah kesimpulan dan kumpulkan di meja guru
Kerjakanlah soal-soal di bawah ini di dalam buku tugas Anda 1. Seorang pekerja yang tingginya 160 cm memikul dua beban yang
masing-masing beratnya 200 N dan 600 N dengan menggunakan sebuah batang homogen yang panjangnya 1,8 m. Supaya kedu-
dukan kedua beban dapat setimbang, tentukan jarak masing- masing beban dengan pundak pekerja
2. Jarak sumbu roda belakang dan roda depan sebuah mobil adalah 230 cm. Mobil tersebut memiliki massa totalnya 1 ton dengan letak
pusat massa berada 1 m dari roda depan. Berapa beban yang dipikul kedua roda depan tersebut?
Di unduh dari : Bukupaket.com
Fisika SMA MA Kelas XI
118
C. Gerak Translasi dan Gerak Rotasi
Kategori