Kesetimbangan Rotasi dan Dinamika Rotasi Minggu 8 Tim Fisika TPB 2016

Minggu lalu kecepatan sudut dan percepatan sudut yang sama! Rotasi benda tegar pada sebuah sumbu putar: setiap partikel pada benda tegar memiliki perpindahan sudut, kecepatan sudut dan percepatan sudut yang sama!

Minggu ini Kita mempelajari mengapa benda tegar dapat berputar Energi yang dimiliki benda berputar Momentum sudut Kesetimbangan benda

Perhatikan jika benda tegar diberi gaya Catatan: Lebih mudah memutar benda ketika kita menarik/mendorong benda tegar dengan arah gaya yang tegak lurus dan pada jarak yang lebih jauh. Percepatan sudut (gerak putar) benda bergantung pada besar gaya tegak lurus dan jarak sumbu putar dan posisi gaya bekerja.

Definisi Torsi Torsi = [ Gaya tegak lurus ] x [ jarak ]

Definisi Torsi

Arah Torsi: Gunakan aturan tangan kanan, jari menentukan arah rotasi dan ibu jari menentukan arah torsi. arah gerak putar berlawanan arah dengan arah putar jarum jam => arah torsi keluar bidang, nilai positif, + Searah dengan arah putar jarum jam => arah torsi kedalam bidang, nilai negatif, - Contoh:

Hubungan Torsi dengan Percepatan Sudut Mari perhatikan sebuah bola bermassa m diberikan gaya tangensial Ft, benda bergerak melingkar dengan jari-jari r. Gaya berhubungan denang percepatan tangensial yang dialami bola: Kalikan kedua sisi dengan r Torsi = [Sesuatu kuantitas] x [Percepatam sudut]

Rotasi Benda Tegar Benda tegar dapat dikatakan sekumpulan benda-benda kecil, m1, m2, … pada jarak r1, r2,r3 … dari sumbu putar. Jadi jika benda tegar diberikan torsi, maka

Definisi Momen Inersia, I

Contoh: momen inersia?

Kinetik Energi Rotasi

Gerak benda = gerak pusat massa + rotasi dengan poros pusat massa

Total Energi Kinetik Energi kinetik = Energi Rotasi (sumbu pusat massa) + Energi Translasi pusat massa

Contoh: berapakah v ketika mencapai tanah?

Energi Kinetik = Energi Rotasi + Translasi

Gunakan Hukum Kekekalan Energi

Momentum Sudut Definisi Momentum Sudut : Torsi = perubahan momentum sudut terhadap waktu

Kekekalan Momentum Sudut Jika Torsi = 0, maka perubahan momentum sudut = 0, jadi momentum sudut tetap sama. Momentum sudut awal = momentum sudut akhir

Keadaan Kesetimbangan atau Ekuilibrium Benda dikatakan dalam keadaan kesetimbangan atau ekuilibrium ketika Percepatan linier a = 0, Total gaya = 0 dan Dan percepatan sudut, alpha = 0, Total Torsi =0 Syarat Ekuilibrium:

Contoh: Dua orang duduk di atas papan jungkat-jungkit, salah satu berada di ujung papan, dan satu lagi berada pada posisi berjarak x dari poros. Berapakah jarak x sehingga setimbang?

Gunakan Sumbu Putar pada Poros Jungkat-Jungkit!

Pusat Gravitasi Perhatikan sebuah benda tegar berada di dalam medan gravitasi g (yang kita asumsikan bernilai sama) Setiap bagian ditarik sebesar gaya berat mg Pusat gravitasi = posisi yang mana seakan semua massa terkonsentrasi pada satu titik, sehingga F = Mg M = total massa

Jika g= seragam atau konstan Pusat Gravitasi =Pusat Massa Definisi Pusat Massa:

Perlu diingat Pusat massa untuk benda yang simetris terletak pada sumbu simetri dan pada bidang simetri

Contoh: Tentukan pusat massa dari tiga benda ini

Perbandingan gerak rotasi-gerak translasi