Bahan ajar fisika dinamika rotasi

Uji Kompetensi

Materi

Indikator

SK /KD

Tujuan Pembelajaran

Pendahuluan

Latihan

Dinamika rotasi

Masalah Dinamika Rotasi dapat kita jumpai dalam kehidupan. Penari balet mengatur keseimbangan tgeraknya dengan mengatur gerakan tangan dan kakinya.

Endang Sdm SMAN 1 Sewon

Uji Kompetensi

Materi

Indikator

SK /KD

Tujuan Pembelajaran

Pendahuluan

Latihan

Tujuan Pembelajaran :Siswa dapat :

Memformulasikan pengaruh torsi pada sebuah benda dalam kaitannya dengan gerak rotasi benda tersebut

Mengungkap analogi hukum II Newton tentang gerak translasi dan gerak rotasi

Menggunakan konsep momen inersia untuk berbagai bentuk benda tegar

Memformulasikan hukum kekekalan momentum sudut pada gerak rotasi

Menerapkan konsep titik berat benda dalam kehidupan sehari-hari

Dinamika rotasiEndang Sdm SMAN 1 Sewon

Uji Kompetensi

Materi

Indikator

SK /KD

Tujuan Pembelajaran

Pendahuluan

Latihan

Standar Kompetensi :

Menerapkan konsep dan prinsip mekanika klasik sistem kontinu dalam menyelesaikan masalah

Kompetensi Dasar :

Menformulasikan hubungan antara konsep torsi, momentum sudut, dan momen inersia, berdasarkan hukum II Newton serta penerapannya dalam masalah benda tegar


Uji Kompetensi

Materi

Indikator

SK /KD

Tujuan Pembelajaran

Pendahuluan

Latihan

Indikator

• Memformulasikan pengaruh torsi pada sebuah benda dalam kaitannya dengan gerak rotasi benda tersebut

• Mengungkap analogi hukum II Newton tentang gerak translasi dan gerak rotasi

• Menggunakan konsep momen inersia untuk berbagai bentuk benda tegar

• Memformulasikan hukum kekekalan momentum sudut pada gerak rotasi

• Menerapkan konsep titik berat benda dalam kehidupan sehari-hari


Uji Kompetensi

Materi

Indikator

SK /KD

Tujuan Pembelajaran

Pendahuluan

Latihan

MOMEN GAYA atau MOMEN KOPEL

Didefinisikan sebagai kecenderungan gaya memutar benda terhadap sumbu putar diukur dalam besaran vektor yang dirumuskan sebagai :

sin.FratauFxr Keterangan :

F = gaya (N)

R = lengan gaya (m)

gayalengandangayaantarasudutgayamomen


Uji Kompetensi

Materi

Indikator

SK /KD

Tujuan Pembelajaran

Pendahuluan

Latihan

Momen Inersia

Didefisikan sebagai kecenderungan benda bertahan untuk tidak berputar.

Momen inersia (I) dari sebuah partikel bermassa m terhadap poros yang terletak sejauh r dari massa partikel didefinisikan sebagai hasil kali partikel terhadap kuadrat jarak dari titik poros, atau ditulis :

I = m .r2

Momen inersia total adalah penjumlhan momen inersia setiap partikel, yaitu

....233

222

211

2 rmrmrmrmI iii


Uji Kompetensi

Materi

Indikator

SK /KD

Tujuan Pembelajaran

Pendahuluan

Latihan

Momen inersia benda tegar

Untuk benda pejal yang terdiri dari distribusi materi yang kontinu, maka kita dapat menganggap benda terdiri dari sejumlah besar elemen massa dm yang tersebarb merata di seluruh benda, dan momen inersia benda adalah jumlah dari momen inersia semua elemen massa tersebut, r2 dm. Untuk dm yang jumlahnya banyak, penjumlahan dinyatakan sebagai sebuah integral.

dmrI 2


Uji Kompetensi

Materi

Indikator

SK /KD

Tujuan Pembelajaran

Pendahuluan

Latihan


Uji Kompetensi

Materi

Indikator

SK /KD

Tujuan Pembelajaran

Pendahuluan

Latihan

Teori sumbu paralel

Jika momen inersia benda terhadap pusat massa Ppm diketahui, momen inersia benda terhadap sembarang sumbu yang paralel dengan sumbu pusat massa dapat dihitung dengan menggunakan teorema sumbu paralal yang menyatakan :

I = Ipm + Md2

dengan

d = jarak dari sumbu pusat massa ke sumbu paralel dan

m = massa benda


Uji Kompetensi

Materi

Indikator

SK /KD

Tujuan Pembelajaran

Pendahuluan

Latihan

Hubungan antara momen gaya dengan percepatan sudut

Benda yang berputar dengan jari-jari r akibat gaya tangensial F menimbulkan percepatan tangensial a, maka sesuai dengan hukum II Newton : F = m a

Karena momen gaya

= momen gaya (Nm)

I = momen inersia (kg m2)

= percepatan sudut (rad/s2)

I

rmrmrFr

makaradanFr

2)(


Uji Kompetensi

Materi

Indikator

SK /KD

Tujuan Pembelajaran

Pendahuluan

Latihan

Energi dan Usaha dalam gerak Rotasi

Energi kinetik gerak rotasi : Ek = ½ mv2 karena v = r , maka

Ek = ½ m (r)2

Ek = ½ (mr2) 2

Ek = ½ I 2

Energi kinetik translasi dan rotasi ( pada benda menggelinding)

Ek = Ektranslasi + Ekrotasi

Ek = ½ mv2 + ½ I 2


Uji Kompetensi

Materi

Indikator

SK /KD

Tujuan Pembelajaran

Pendahuluan

Latihan

Usaha dalam gerak RotasiUsaha yang dilakukan ndapat diperoleh dari rumus gerak linier

W = F s = F r

W =

W = Ekrot2 – Ekrot1= ½ I 22 - ½ I 1

2

Ep1 + Ekrot1 + Ektran1 = Ep2 + Ekrot2 + Ektran2

Atau ΔE + Δ Ekrot1 + Δ Ektran1 = 0


Uji Kompetensi

Materi

Indikator

SK /KD

Tujuan Pembelajaran

Pendahuluan

Latihan

Momentum SudutMomentum sudut merupakan besaran vektor. Arah momentum sudut mengikuti aturan tangan kanan, yaitu apabila keempat jari tangan kanan (selain jempol) dikepalkan mengikuti arah rotasi benda, maka jempol yang teracung menunjukkan arah momentum sudut.

L = I

Hubungan antara momentum sudut dengan momen gaya

Analog hubungan antara impuls dengan momentum F dt = dp, maka pada gerak rotasi diperoleh :

dt = dL

= dL/dt

dL/dt = turunan dari fungsi momentum sudut terhadap waktu


Uji Kompetensi

Materi

Indikator

SK /KD

Tujuan Pembelajaran

Pendahuluan

Latihan

Hukum Kekekalan Momentum SudutJika tidak ada pengaruh momen gaya dari luar yang bekerja pada sistem, maka ( = 0)

Maka akan berlaku

L1 = L2 atau I11 = I2 2

Contoh yang sering digunakan adalah pada pesenam es yang mula-mula berotasi perlahan-lahan dengan kedua tangannya terentang, kemudian melipat kedua tangannyasehingga berotasi dengan lebih cepat.


Uji Kompetensi

Materi

Indikator

SK /KD

Tujuan Pembelajaran

Pendahuluan

Latihan

Latihan1. Sebuah katrol homogen jari-jarinya 15 cm digantung seperti

pada gambar. Momen inersia katrol itu 0,4 kg m2 dan ditarik gaya F = 20 N. Besar percepatan sudut katrol adalah ….

7,5 rad/s2

8 rad/s2

20 rad/s2

30 rad/s2

75 rad/s2

A

BC

D

E


Uji Kompetensi

Materi

Indikator

SK /KD

Tujuan Pembelajaran

Pendahuluan

Latihan

2. Roda berbentuk silinder berongga dengan jari-jari 20 cm dan massa 5 kg. Pada roda bekerja momen gaya sebesar 16 Nm. Besar percepatan sudutnya adalah ….

0,6 rad/s2

6 rad/s2

12 rad/s2

24 rad/s2

80 rad/s2

A

BC

D

E


Latihan

Uji Kompetensi

Materi

Indikator

SK /KD

Tujuan Pembelajaran

Pendahuluan

Latihan

3. Sebuah silinder pejal yang massanya 10 kg dan jari-jarinya 20 cm menggelinding dengan kecepatan 8 ms-1. Energi kinetik silinder itu adalah …..

320 J

480 J

1320 J

1600 J

1920 J

A

BC

D

E


Latihan

Uji Kompetensi

Materi

Indikator

SK /KD

Tujuan Pembelajaran

Pendahuluan

Latihan

Jawaban Benar

Penyelesaian:

= I

= / I = I / MR2 16/2 = 80 rad/s2

1 2 3

Pilih soal


Uji Kompetensi

Materi

Indikator

SK /KD

Tujuan Pembelajaran

Pendahuluan

Latihan

Jawaban Benar

Penyelesaian:

Ek = ½ mv2 + ½ I2

½ = 10.64. ½ + 1/2 mr2 2

= 480 J

1 2 3

Pilih soal


Uji Kompetensi

Materi

Indikator

SK /KD

Tujuan Pembelajaran

Pendahuluan

Latihan

Jawaban Benar

Penyelesaian:

= I

= FR/I = 20 0,15/0,4 = 7,5 rad/s2

1 2 3

Pilih soal


Uji Kompetensi

Materi

Indikator

SK /KD

Tujuan Pembelajaran

Pendahuluan

Latihan

Jawaban anda salah

Coba lagi


Bahan ajar fisika dinamika rotasi

Education

Transcript of Bahan ajar fisika dinamika rotasi