Rangkuman Materi Fisika - Momen Gaya (Torsi)

Rangkuman Fisika - Momen Gaya

KakaKiky - Sebelum melakukan percobaan atau praktikum fisika, biasanya praktikan diharuskan untuk membuat catatan ringkas pada logbook agar lebih memahami praktikum yang akan dilakukan. Untuk menghemat waktu yang kamu miliki, berikut ini KakaKiky sediakan rangkuman materi praktikum fisika tentang momen gaya (torsi).

A. Pengertian Momen Gaya (Torsi)

Momen gaya (torsi) adalah suatu besaran yang menyatakan besarnya gaya yang bekerja pada sebuah benda sehingga benda tersebut melakukan gerakan-gerakan rotasi. Momentum gaya ditentukan oleh massa suatu benda dan perubahan kecepatannya. Rumus umum untuk momentum gaya adalah F x t, di mana F adalah gaya yang diterapkan dan t adalah waktu yang diperlukan untuk mengubah kecepatan benda. Momentum gaya juga merupakan vektor yang memiliki besar dan arah.

Konsep torsi dapat dilihat ketika membuka pintu. Membuka pintu dengan mendorong bagian yang paling jauh dari engsel lebih mudah daripada mendorong bagian yang paling dekat dengan engsel.

Konsep torsi pada engsel pintu - (fisika.co.id)

1. Rumus momen gaya

Momen gaya didefinisikan sebagai hasil kali antara gaya dengan jarak titik ke garis kerja gaya pada arah tegak lurus. Rumus momen gaya adalah:

t = F.d = F.r sin α

Keterangan:

• t = momen gaya (N/m)
• F = gaya yang bekerja (N)
• r = jarak atau lengan (m)

momen gaya merupakan besaran vektor, sehingga persamaan 1 dapat dinyatakan dalam bentuk:

t = r x F

2. Momen Inersia

Momentum inersia adalah konsep dalam fisika yang mengukur kecenderungan suatu benda untuk tetap berada dalam keadaan diam atau bergerak dengan kecepatan konstan. Inersia didefinisikan sebagai sifat suatu benda untuk tetap dalam keadaan diam atau bergerak dengan kecepatan konstan jika tidak ada gaya yang bekerja pada benda tersebut.

Benda yang memiliki massa yang lebih besar akan memiliki momentum inersia yang lebih besar, dan akan lebih sulit untuk berubah kecepatannya. Rumus matematis untuk momentum inersia adalah

I = mr²

di mana:

• I = momentum inersia
• m = massa benda
• r = jari-jari putar benda.

3. Momentum sudut

Momentum sudut (angular momentum) adalah vektor yang menyatakan tingkat rotasi suatu benda. Momentum sudut ditentukan oleh jumlah produk dari massa benda, kecepatan linear, dan jarak dari poros rotasi. Momentum sudut dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

L = Iω

di mana:

• L = momentum sudut
• I = momen inersia benda (moment of inertia)
• ω = kecepatan sudut (angular velocity)

Momentum sudut juga dapat digambarkan sebagai vektor yang selalu berarah dari poros rotasi dan memiliki satuan Joule-sekon (J·s) atau kilogram-meter per-sekon (kg·m·s^-1) dalam sistem internasional.

Momentum sudut ini sangat penting dalam mekanika roda, mekanika planet, serta bidang lain seperti fisika terkait dengan gerakan objek yang berputar.

4. Energi kinetik rotasi

Energi kinetik rotasi adalah energi kinetik yang dimiliki oleh benda yang bergerak rotasi yang dirumuskan dengan:

Ekr = ½ Iω²

Jika benda tersebut bergerak secara rotasi dan juga translasi, maka energi kinetik totalnya adalah gabungan dari energi kinetik translasi rotasi dan energi kinetik rotasi:

Ekt = Ek + Ek­₁

Ekt = ½ mv² + ½ Iω²

Di mana:

• Ekt = Energi kinetik total benda
• Ek = Energi kinetik translasi
• Ekr = Energi kinetik rotasi
• m = massa benda (kg)
• v = kecepatan linear (m/s)
• I = momen inersia benda (kgm²)

B. Hukum Newton II Untuk Rotasi

Hukum Newton II, juga dikenal sebagai hukum gerak, adalah hukum fisika yang menyatakan bahwa gaya yang diterapkan pada suatu benda sama dengan perubahan momentum benda tersebut dalam waktu yang sama. Hukum ini dikemukakan oleh fisikawan Inggris, Isaac Newton, pada tahun 1687 dalam bukunya "Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica". Hukum Newton II dapat ditulis sebagai:

F = m * a

di mana:

• F = gaya yang diterapkan pada benda
• m = massa benda
• a = perubahan kecepatan benda dalam waktu yang sama (akselerasi)

Hukum ini sama dengan Hukum II dari 3 hukum newton yang menyatakan bahwa "suatu benda akan tetap dalam keadaan diam atau bergerak dengan kecepatan konstan jika tidak ada gaya netto yang diterapkan pada benda tersebut"

Hukum ini sangat penting dalam fisika karena merupakan dasar dari analisis gerak benda dan digunakan dalam berbagai bidang seperti mekanika, astronomi, dan fisika teknik untuk menjelaskan pergerakan benda di dunia nyata.

C. Hukum Kekekalan Momentum Sudut

Hukum kekekalan momentum sudut (law of conservation of angular momentum) adalah hukum fisika yang menyatakan bahwa jika tidak ada gaya netto yang bekerja pada suatu sistem, momentum sudut total dalam sistem tersebut akan tetap konstan.

Hukum ini sama dengan hukum kekekalan momentum linear yang menyatakan bahwa momentum total suatu sistem tetap konstan jika tidak ada gaya netto yang bekerja pada sistem tersebut.

Hukum ini sangat penting dalam mekanika roda, mekanika planet, serta bidang lain seperti fisika terkait dengan gerakan objek yang berputar, seperti baling-baling.

Nah sobat, itulah ringkasan materi untuk praktikum fisika tentang momen gaya (torsi). Semoga ringkasan materi tersebut dapat bermanfaat dan membantu kamu menghemat waktu dalam menulis. Baca juga tentang kunci jawaban dari soal pengantar Fisika agar wawasan kamu bertambah. Jangan lupa untuk meninggalkan jejak berupa komentar di bawah, wassalamu’alaikum and Be Prepared!