Fisika dasar 1 - Moment Inersia

4
Momen inersia (Satuan SI : kg m 2 ) adalah ukuran kelembaman suatu benda untuk berotasi terhadap porosnya. Besaran ini adalah analog rotasi daripada massa. Momen inersia berperan dalam dinamika rotasi seperti massa dalam dinamika dasar, dan menentukan hubungan antara momentum sudut dan kecepatan sudut, momen gaya dan percepatan sudut, dan beberapa besaran lain. Meskipun pembahasan skalar terhadap momen inersia, pembahasan menggunakan pendekatan tensor memungkinkan analisis sistem yang lebih rumit seperti gerakan giroskopik. Lambang dan kadang-kadang juga biasanya digunakan untuk merujuk kepada momen inersia. Konsep ini diperkenalkan oleh Euler dalam bukunya a Theoria motus corporum solidorum seu rigidorum pada tahun 1730. Definisi sederhana momen inersia (terhadap sumbu rotasi tertentu) dari sembarang objek, baik massa titik atau struktur tiga dimensi, diberikan oleh rumus: di mana m adalah massa dan r adalah jarak tegak lurus terhadap sumbu rotasi. Analisis Momen inersia (skalar) sebuah massa titik yang berputar pada sumbu yang diketahui didefinisikan oleh Momen inersia adalah aditif. Jadi, untuk sebuah benda tegar yang terdiri atas N massa titik m i dengan jarak r i terhadap sumbu rotasi, momen inersia total sama dengan jumlah momen inersia semua massa titik: Untuk benda pejal yang dideskripsikan oleh fungsi kerapatan massa ρ(r), momen inersia terhadap sumbu tertentu dapat dihitung dengan mengintegralkan kuadrat jarak terhadap sumbu rotasi, dikalikan dengan kerapatan massa pada suatu titik di benda tersebut: di mana V adalah volume yang ditempati objek ρ adalah fungsi kerapatan spasial objek r = (r,θ,φ), (x,y,z), atau (r,θ,z) adalah vektor (tegaklurus terhadap sumbu rotasi) antara sumbu rotasi dan titik di benda tersebut.

description

Fisika dasar 1 - Moment Inersia

Transcript of Fisika dasar 1 - Moment Inersia

Page 1: Fisika dasar 1 - Moment Inersia

Momen inersia (Satuan SI : kg m2) adalah ukuran kelembaman suatu benda untuk berotasi terhadap porosnya.

Besaran ini adalah analog rotasi daripada massa. Momen inersia berperan dalam dinamika rotasi seperti massa

dalam dinamika dasar, dan menentukan hubungan antara momentum sudut dan kecepatan sudut, momen

gaya dan percepatan sudut, dan beberapa besaran lain. Meskipun pembahasan skalar terhadap momen inersia,

pembahasan menggunakan pendekatan tensor memungkinkan analisis sistem yang lebih rumit seperti gerakan

giroskopik.

Lambang   dan kadang-kadang juga   biasanya digunakan untuk merujuk kepada momen inersia.

Konsep ini diperkenalkan oleh Euler dalam bukunya a Theoria motus corporum solidorum seu rigidorum pada

tahun 1730.

Definisi sederhana momen inersia (terhadap sumbu rotasi tertentu) dari sembarang objek, baik massa titik atau

struktur tiga dimensi, diberikan oleh rumus:

di mana m adalah massa dan r adalah jarak tegak lurus terhadap sumbu rotasi.

Analisis

Momen inersia (skalar) sebuah massa titik yang berputar pada sumbu yang diketahui didefinisikan oleh

Momen inersia adalah aditif. Jadi, untuk sebuah benda tegar yang terdiri atas N massa titik mi dengan

jarak ri terhadap sumbu rotasi, momen inersia total sama dengan jumlah momen inersia semua massa

titik:

Untuk benda pejal yang dideskripsikan oleh fungsi kerapatan massa ρ(r), momen inersia terhadap

sumbu tertentu dapat dihitung dengan mengintegralkan kuadrat jarak terhadap sumbu rotasi,

dikalikan dengan kerapatan massa pada suatu titik di benda tersebut:

di mana

V adalah volume yang ditempati objek

ρ adalah fungsi kerapatan spasial objek

r = (r,θ,φ), (x,y,z), atau (r,θ,z) adalah vektor (tegaklurus terhadap sumbu rotasi) antara sumbu rotasi dan

titik di benda tersebut.

Diagram perhitungan momen inersia sebuah piringan. Di sini k adalah 1/2 dan  adalah

jari-jari yang digunakan untuk menentukan momen inersia

Page 2: Fisika dasar 1 - Moment Inersia

Berdasarkan analisis dimensi saja, momen inersia sebuah objek bukan titik

haruslah mengambil bentuk:

di mana

M adalah massa

R adalah jari-jari objek dari pusat massa (dalam beberapa kasus, panjang objek yang digunakan)

k adalah konstanta tidak berdimensi yang dinamakan "konstanta inersia", yang berbeda-beda

tergantung pada objek terkait.

Konstanta inersia digunakan untuk memperhitungkan

perbedaan letak massa dari pusat rotasi. Contoh:

k = 1, cincin tipis atau silinder tipis di sekeliling pusat

k = 2/5, bola pejal di sekitar pusat

k = 1/2, silinder atau piringan pejal di sekitar pusat.

Dibawah ini merupakan daftar momen inersia dari beberapa benda tegar yang digunakan dalam

perhitungan.

Keterangan :

 adalah momen inersia benda

 adalah massa benda

 adalah panjang benda

Benda Poros Gambar Momen inersia

Batang silinder Pusat

Batang silinder Ujung