FI1101 Fisika Dasar IA

Program studi Fisika, FMIPA ITB

Menggelinding : gerak benda tidak slip

Pusat massa (com) benda bergerak dalam sebuah garis lurus yang sejajar denganpermukaan -> gerak translasi

Benda berputar mengelilingi pusat massa saat bergerak -> gerak rotasi

Gerak rotasi didefinisikan sebagai:

Gambar dibawah ini menunjukkan bagaimana mengkombinasikankecepatan translasi dan rotasi pada titik berbeda pada roda

Jawaban:

(a) Sama

(b) Kurang dari

EK benda yang bergerak menggelinding:

Jika roda dipercepat, kecepatan sudut berubah

sebuah gaya bekerja untuk menghindari slip

Sebuah benda menggelinding memiliki dua jenis EK; energy

kinetik rotasi karena putarannya terhadap pusat massa

dan EK translansi karena translansi terhadap pusat massa

Untuk gerak menggelindingsempurna yang menurunibidang miring, percepatanpusat massanya adalah:

Catatan, gaya gesekmenghasilkan rotasi/putaran

Tanpa gesekan, benda akantergelincir

Jawaban:

ketinggian maksimum yg dicapai B lebih kecil dari A. Karena piringan A semua EK menjadi EP

pada h. sedangkan bidang pd B miring licin shg EK rotasi tetap, hanya EK translasi yg menjadi

EP (ingat: gaya gesek menghasilkan rotasi/putaran)

Saat yoyo bergerak kebawah, kehilangan EP tapi menaikan EK rotasi dan EK translansi

Untuk menghitung percepatan linier yoyo yang dipercepat kebawah:

Sudut 𝜃 = 90o

Menggulung bagian dalam

Diperlambat dengan tegangan T (gesekan)

Contoh:

Hitung percepatan yo-yo, jika diketahui:

M = 150 gram, Ro = 3 mm, Icom = Mr2/2 = 3. 10-5 kg m2

Jawab:

Maka, a = -9.8 m/s2 / (1 + 3E-5 / (0.15 * 0.0032))= - .4 m/s2

Arah ditentukan dengan aturan tangan kanan

Persamaan umum torsi:

Besarnya dapat dihitung dengan:

Atau, menggunakan komponen tegak lurus dari gaya atau lengan momengaya F

Jawaban:

(a) Sepanjang sb Z

(b) Sepanjang sb. y positif

(c) Sepanjang sb. x negatif

Momentum sudut:

Satuan momentum sudut kg m2/s, atau Js

Arah momentum sudut dapat ditentukan dengan menggunakan aturan tangankanan

Besar momentum sudut dapat ditentukan dengan menggunakan rumusberikut:

Dapat juga dituliskan menjadi

Jawaban:

(a) 1&3, 2&4, 5

(b) 2 dan 3

Hk. II Newton:

Dalam dinamika rotasi:

Jumlah semua torsi yang bekerja pada partikel sebanding dengan perubahan

momentum sudut terhadap waktu

Jawaban:

(a) F3, F1, F2 & F4 (b) F3

Momentum sudut suatu sistem partikel:

Laju perubahan momentum sudut:

Total torsi:

Momentum sudut benda tegar:

Jawaban:

(a) Semua L samakarena torsinya sama untuk semua kondisi (b) sphere,

disk, hoop

Kekekalan momentum sudut:

Jika distribusi massa berubah dengan tidak adanya torsi eksternal:

Jawaban:

(a) berkurang (b) tetap sama (c) bertambah