Partikel merupakan ukuran benda
terkecil, sehingga sering digambarkan sebagai titik. Akibatnya, jika ada gaya yang bekerja pada partikel, maka
gaya tepat mengenai pada pusat massa benda. Oleh karena itu, partikel hanya
mengalami gerak translasi (menggeser). Gerak translasi merupakan gerak yang
memenuhi hukum II Newton.
Jika partikel terletak pada bidang XY dan gaya-gaya
yang bekerja diuraikan dalam komponen sumbu X dan sumbu Y, maka syarat
kesetimbangan partikel. Cara menyelesaikannya, Anda dapat menggunakan
syarat keseimbangan. Secara sederhana Anda juga dapat menggunakan aturan sinus
dalam segitiga.
Gerak Rotasi
Gerak rotasi (melingkar) adalah
gerakan pada bidang datar yang lintasannya berupa lingkaran.
Anda akan mempelajari bagaimana suatu benda dapat
berotasi dan apa yang menyebabkan. Oleh karena itu, Anda akan mengawali dengan
pembahasan tentang pengertian momen gaya, momen inersia, dan momentum
sudut.
1. Momen Gaya (Torsi)
Benda dapat melakukan gerak rotasi
karena adanya momen gaya. Momen gaya timbul akibat gaya yang bekerja pada benda
tidak tepat pada pusat massa.
Garis/kerja gaya berjarak d, secara
tegak lurus dari pusat massa, sehingga benda akan berotasi ke kanan searah
jarum jam. Jarak tegak lurus antara garis kerja gaya dengan titik pusat massa
disebut lengan gaya atau lengan momen.
Momen gaya didefinisikan sebagai hasil kali antara
gaya (F) dengan jarak lengan gaya (d). Secara matematis dapat ditulis sebagai
berikut.
n = F × d
2. Momen
Inersia
Momen inersia (kelembaman) suatu
benda adalah ukuran kelembaman suatu benda untuk berputar terhadap
porosnya.
Nilai momen inersia suatu benda bergantung kepada
bentuk benda dan letak sumbu putar benda tersebut. Misalkan Anda memiliki
sebuah batang ringan (massa diabaikan) dengan panjang R. Salah satu ujung
batang, yaitu titik P, ditetapkan sebagai poros rotasi. Pada ujung batang yang
lain dihubungkan dengan sebuah partikel bermassa m.
3. Momentum Sudut
Pernahkah Anda melihat orang bermain
gasing? Mengapa gasing yang sedang berputar meskipun dalam keadaan miring tidak
roboh? Pasti ada sesuatu yang menyebabkan gasing tidak roboh. Setiap benda yang
berputar mempunyai kecepatan sudut.
Bagaimana hubungan antara momen inersia dan kecepatan
sudut? Selama berotasi titik A memiliki momentum sebesar
P = m × v.
Hasil perkalian momentum dengan jarak R disebut
momentum sudut, dan diberi notasi L.
4. Momen Kopel
Kopel adalah pasangan dua gaya sama
besar dan berlawanan arah yang garis-garis kerjanya sejajar tetapi tidak
berimpit. Contoh kopel adalah gayagaya 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.
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 (+).
Komentar ini telah dihapus oleh pengarang.
BalasHapus