BAB 3 Gerak Translasi, Rotasi dan Kesetimbangan Benda Tegar

  SMKN Jakarta GE RA K TR AN SL AS I, RO TA SI , SE

  

TI

M BA NG AN B EN DA T EG AR

  Pendahuluan Kasus 1 Kasus 1

  Konsep Konsep Momentu m sudut

  UN dan SNMPTN Soal Soal

  Soal Soal UN dan SNMPTN

  Menggelindi Menggelindi

  Menggelindi ng bidang datar

  Konsep Konsep Menggelindi ng bidang datar

  Hk.

  Momentu m sudut Hk.

  Energi dalam gerak rotasi Energi dalam gerak rotasi

  Komedi putar Komedi putar

  Hub. Momen gaya dg percepatan sudut

  Konsep Konsep Hub. Momen gaya dg percepatan sudut

  Momen Inersia Momen Inersia

  Momen Torsi Momen Torsi

  Sepeda Konsep Konsep

  Giroskop Sepeda

  Kasus 2 Kasus 2 Giroskop

  Berputar dikursi Berputar dikursi

  Ujian Harian Ujian Harian

  Pendahuluan Kasus Kasus

  Text 3 Item 7 Item 7

  Komedi putar dikatakan melakukan gerak rotasi karena lintasannya berbentuk lingkaran dan ada sumbu sebagai pusatnya.

  Komedi putar dikatakan melakukan gerak rotasi karena lintasannya berbentuk lingkaran dan ada sumbu sebagai pusatnya.

  Fenomena Dinamika Rotasi dalam Kehidupan Sehari-hari….. Fenomena Dinamika Rotasi dalam Kehidupan Sehari-hari…..

  Tahukah Kamu??

  Tahukah Kamu??

  Bigger text fts in

  Item 8 Item 8 Bigger text fts in

  Bigger text fts in

  Bigger text fts in

  Item 6 Item 6 Text 3

  Video Video

  Text 1 Text 1

  Text 8 Item 5 Item 5

  Text 7 Text 8

  Item 4 Item 4 Text 7

  Text 6 Text 6

  Text 5 Text 5

  Text 4 Item 3 Item 3

  Text 3 Text 4

  Item 2 Item 2 Text 3

  Penjelas an Penjelas an

  Ketika kedua lengan ditekuk, ia mengalami gerak totasi lebih cepat dibandinglan pada saat Ketika kedua lengan ditekuk, ia mengalami gerak totasi lebih cepat dibandinglan pada saat

  Mengapa sepeda bisa berjalan?? Karena ban nya bulat Mengalami gerak rotasi

  Fenomena

Komedi Diatas Girosco Sepeda

Putar kursi pe berputa r

  MOMEN GAYA (TORSI) • Torsi merupakan besaran vector.

• Torsi merupakan besaran vector.   • Torsi analog dengan gaya.
• Torsi analog dengan gaya.
• Gaya adalah besaran untuk menggerakan benda
• Gaya adalah besaran untuk menggerakan benda secara translasi. secara translasi.
• Torsi adalah besaran untuk menggerakan benda
• Torsi adalah besaran untuk menggerakan benda secara rotasi. secara rotasi.
• Besarnya torsi:
• Besarnya torsi: Berbanding lurus dengan gaya yang diberikan. Berbanding lurus dengan gaya yang diberikan. Berbanding lurus dengan posisi gaya dari Berbanding lurus dengan posisi gaya dari poros. poros.

  Formulasi Torsi

    • Torsi adalah hasil kali gaya F dengan lengan momennya.

• Torsi adalah hasil kali gaya F dengan lengan momen>

  • Dengan lengan momen adalah panjang garis dari poros>Dengan lengan momen adalah panjang garis dari poros sampai memotong tegak lurus garis aksi gaya. sampai memotong tegak lurus garis aksi g>Secara matema

• Secara matematis:

  Dengan : (N/m)

  Dengan : (N/m)

  Arah Torsi Slide Title Arah Torsi menggunakan aturan tangan kanan.

  Liat gambar ini aja !! Replace Replace text photo Replace Replace text photo

  Torsi kan besaran Torsi kan besaran vector, berarti selain vector, berarti selain ada nilainya juga ada ada nilainya juga ada arahnya dong… arahnya dong…

  Lalu arah torsi kemana Lalu arah torsi kemana ya..? ya..?

  Gerak Benda Gerak benda itu ada 3 macam:

  1. Gerak Translasi

  2. Gerak Rotasi

  3. Gerak Translasi + Rotasi Biar lebih jelas, liat animasi Gerak benda berikut! ada berapa macam ya…?

  Macam-Macam Gerak Macam-Macam Gerak Gerak Translasi Gerak Rotasi Gerak Rotasi dan Translasi

  Silinder Pejal

  Silinder Berongga Silinder Pejal

  Silinder Berongga

  Amati dan bandingkan gerakan dari kedua benda diatas.

    Amati dan bandingkan gerakan dari kedua benda diatas.

   

  Mengapa bisa Mengapa bisa

  Kasar Kasar

  Gerak Benda Menggelinding

  Jawaban!!!...

  » Gerak benda yang berotasi tidak hanya bergantung pada massanya, tetapi juga distribusi massanya.

  

» Silinder yang massanya terdistribusi di tepinya berjalan lebih

lambat daripada benda yang massanya terdistribusi di tengahnya.

» Berarti, silinder yang massanya terdistribusi di tepinya lebih

sulit berotasi daripada benda yang terdistribusi di tengahnya.

  » Berarti ada besaran lain yang mempengaruhi benda yang berotasi.

  » Apakah besaran itu??

MOMEN INERSIA

• Momen Inersia adalah ukuran kesukaran benda
• Momen Inersia adalah ukuran kesukaran benda tersebut untuk berotasi. tersebut untuk berotasi.
• Dari animasi tersebut didapatkan bahwa:
• Dari animasi tersebut didapatkan bahwa:

  Benda yang massanya menyebar jauh dari Benda yang massanya menyebar jauh dari porosnya akan berputar lebih lambat dari pada porosnya akan berputar lebih lambat dari pada benda yang massanya menyebar di dekat benda yang massanya menyebar di dekat porosnya. porosnya.

• Berarti:
• Berarti:

  Semakin tersebar massanya jauh dari porosnya, Semakin tersebar massanya jauh dari porosnya, maka semakin besar momen inersianya. maka semakin besar momen inersianya.

  Tabel Momen Inersia Slide Title Benda Replace Replace text photo Replace Replace text photo

  Hub. Momen Gaya dg Percepatan Sudut   Kita ketahui persamaan gaya tangensial Karena gerak melingkar, maka , sehingga Kedua ruas dikali dengan Dengan dan , jadi

  Penerapan… Pada Bidang Datar �

  �

   

    �=

  �= �

  � ���

  ��� �+

  �+ � ²

  � ² Pada Katrol

  Pada Bidang Miring �

  �

   

    �= �

  �= � �+ 12 �

  �+ 12 �

  Energi dalam Gerak Rotasi Slide Title Trasnl asi Replace Replace

   

  text photo     Rotasi Replace Replace

      text photo

  Ek = Energi kinetic translasi + Energy

   

    kinetic rotasi

   

   

  1

  2

  1

  2

   

  1

  2

  1

  2  

  ��= ��=

  2 �� 2 � � 2 �� 2 � �

MOMENTUM SUDUT

  

» Momentum sudut adalah

»   momen inersia dikali dengan kecepatan sudut.

  » Karena dan , maka

  HK. Kekekalan Momentum Sudut Apa sih Hukum Kekekalan Momentum

  Sudut…?

  Nonton Video ini dulu

  Penjelasan…

  Pengamatan dari Video:

  

  Awalnya, seseorang berputar dengan merenggangkan tangannya, kemudian secara tiba-tiba mengubah posisi tangannya dengan bersedekap dan kecepatannya secara spontan berubah lebih cepat.

  

  Apa yang berubah saat posisi pemain ski merenggangkan tangannya, kemudian menjadi bersedekap??

  » Dari video tersebut, ada Hukum Kekekalan Momentum Sudut.

  

» Momentum sudut saat pemain ski merenggangkan

tangannya sama dengan momentum sudut saat

tangan pemain ski disedekapkan.

» Seperti dalam gerak translasi, dalam gerak rotasi

juga ada Hukum Kekekalan Momentum Sudut.

  » Jadi, bunyi Hukum Kekekalan Momentum Sudut adalah : Jika tidak ada momen gaya luar yang bekerja , maka Momentum Sudut Kekal .

  »   Lanjutan…

SOAL UJIAN HARIAN

  

Katrol

(Silinder

Pejal)

  

Berotasi

Katrol

(Silinder

  

Pejal)

Berotasi

  Katrol diabaikan

  Katrol diabaikan

  Tentukan masing- masing pada gambar diatas besar percepatan linier!

  Tentukan masing- masing pada gambar diatas besar percepatan linier!

     

  Jawaban: Katrol diabaik an

  Lanjutan Untuk silinder

   

  katrol: Hk. Newton II

   

  ) Untuk benda m:

   

  Hk. Newton II

SOAL UN

  m

  a Sebuah bola pejal bermassa M dan jari-jari R menggelinding menuruni sebuah bidang dengan sudut θ . Percepatan benda adalah…?

  Rumus percepatan benda di bidang miring   Maka, percepatan bola : sin �

    �= � �

  1+

  2 � �

  ( )

SOAL SNMPTN

  Pada system katrol seperti gambar katrol berbentuk lempeng pejal homogen bermassa 2 M dan jari-jari R dan beban M . a

  Tali tanpa massa dililitkan pada katrol dan semua gesekan diabaikan. Sistem dilepas sehingga bergerak dari keadaan diam. Percepatan sudut rotasi katrol adalah …

    Jadi percepatan rotasi katrol adalah:   Rumus percepatan translasi: Rumus untuk percepatan rotasi:

KESETIMBANGAN BENDA TEGAR

  

1. Percepatan gerak translasi pusat massa, a

sama dengan nol. (Kesetimbangan Translasi) diam

  SF = 0 bergerak dengan kecepatan tetap

2. Kecepatan sudut terhadap sumbu rotasi yang a sama dengan nol.

  tetap, Benda Homogen Berbentuk Garis TITIK BERAT & TITIK MASSA

  The End The End The End