Dinamika Benda Tegar 1

SMAN 14 Semarang SEM ARANG

XI MIPA SMA

DINAMIKA BENDA TEGAR

KD.3.1. Dinamika Benda Tegar DDaanni iSSyyaammssuuddinin, ,SS.P.Pdd. .

SMAN 14 Semarang

Pasti kalian tidak asing lagi dengan tokoh ini dan alat-alatnya yang
canggih. Betul, tokoh ini adalah Doraemon yang memilki kantong
ajaib yang dapat mengeluarkan alat-alat canggih seperti pintu ke
mana saja.

Nah, ngomong-ngomong soal pintu, apakah kalian tahu mengapa
gagang pintu diletakkan di ujung pintu
yang jauh dari engsel pintu?

Mengapa gagang pintu tidak diletakan di ?
dekat engsel?

Nah, untuk dapat menjawab pertanyaan
itu dengan Cerdas, mari kita simak
pembelajaran kali ini!

KD.3.1. Dinamika Benda Tegar Dani Syamsudin, S.Pd.

SMAN 14 Semarang

A. Momen Inersia

Saat kita mengangkat benda, kita akan merasakan ada
benda yang mudah diangkat dan ada pula yang sulit
diangkat. Hal ini dikarenakan setiap benda memiliki sifat
kelembaman (inersia) atau sifat kemalasan yang berbeda-
beda.

Arrgh… Dani Syamsudin, S.Pd.

KD.3.1. Dinamika Benda Tegar

SMAN 14 Semarang

Sifat kelembaman adalah kemampuan suatu benda
untuk mempertahankan kedudukannya. Artinya, semakin
besar nilai kelembamban maka semakin sulit benda untuk
digerakkan saat diam, atau semakin sulit benda untuk
dihentikan saat bergerak. Contoh saat kita mengangkat
batu bermassa 1 kg dan batu yang bermassa 10 kg, maka
kita akan lebih sulit mengangkat batu yang bermassa 10
kg.

Nah, pasti kalian tidak asing dengan istilah massa (m).
Betul, massa adalah salah satu besaran pokok. Massa
adalah ukuran dari sifat kelembaman pada suatu benda
partikel. Jadi, semakin besar massa benda, maka semakin
sulit benda untuk digerakkan dari keadaan diam, atau
semakin sulit untuk dihentikan saat bergerak.

KD.3.1. Dinamika Benda Tegar Dani Syamsudin, S.Pd.

SMAN 14 Semarang

Nah, namun pada suatu benda berotasi tidak hanya massa saja
yang mempengaruhi kelembamannya, tetapi persebaran massa

pada benda tersebut juga mempengaruhinya.
Sifat kelembaman pada benda berotasi kita sebut momen inersia

(I). Pada suatu benda partikel yang berotasi, besar momen
inersia dapat dirumuskan dengan persamaan:

I = m x r2 rm

Dengan
I adalah besar momen inersia benda (kg.m2),
m adalah massa benda (kg)
= r adalah jarak distribusi massa terhadap porosnya (m).

KD.3.1. Dinamika Benda Tegar Dani Syamsudin, S.Pd.

SMAN 14 Semarang

Jadi semakin besar jarak distribusi massa terhadap porosnya,
semakin besar nilai kelembaman benda tersebut.

Nah maka dari itu mengapa para akrobatik menggunakan tongkat
yang panjang untuk berjalan di atas seutas kawat.

Hal Ini bertujuan untuk memperbasar nilai kelembaman si akrobatik
tersebut, sehingga si akrobatik mudah mempertahankan
keseimbangannya.

KD.3.1. Dinamika Benda Tegar Dani Syamsudin, S.Pd.

SMAN 14 Semarang

Tadi di atas sudah dijelaskan bahwa distribusi massa terhadap porosnya
mempengaruhi besar momen inersianya. Maka dari itu benda-benda yang
memiliki bentuk yang berbeda juga akan memiliki besar momen inersi yang
berbeda pula.
Contoh pada batang homogen, ketika diputar dengan poros di tengah atau pusat
massa, memiliki besar momen inersia sebesar 1/12 mL2. Sedangkan apabila
poros di salah satu ujungnya memiliki besar momen inersia sebesar 1/3 mL2.

L L

I=112mL2 I=31mL2

KD.3.1. Dinamika Benda Tegar Dani Syamsudin, S.Pd.

SMAN 14 Semarang

Berikut adalah beberapa daftar besar momen inersia pada beberapa
bentuk benda tegar serta posisi porosnya.

KD.3.1. Dinamika Benda Tegar Dani Syamsudin, S.Pd.

SMAN 14 Semarang

Latihan Soal 1.1

Nah, sekarang sudah
pahamkan apa itu momen

inersia atau momen
kelembaman.

KD.3.1. Dinamika Benda Tegar Dani Syamsudin, S.Pd.

SMAN 14 Semarang

KD.3.1. Dinamika Benda Tegar Dani Syamsudin, S.Pd.

SMAN 14 Semarang

KD.3.1. Dinamika Benda Tegar Dani Syamsudin, S.Pd.

SMAN 14 Semarang

B. Momen Gaya

Nah, di atas kita sudah membahasa tentang sifat kelembaman di mana benda
akan mempertahankan kedudukannya. Sekarang kita akan membahas sesuatu hal
yang dapat menyebabkan benda bergerak. Nah, kira-kira ada tahu apa yang bisa

menyebabkan benda yang diam dapat bergerak?

Betul, benda yang diam akan
beregerak apabila kita berikan
paksaan. Kaya kalian kalo hari libur
tingkat kemalasan atau bahasa gaul
sekarang mager semakin besar, maka

agar kalian mau bergerak dan
beraktifitas perlu dipaksa sama mamak

kalian.

KD.3.1. Dinamika Benda Tegar Dani Syamsudin, S.Pd.

SMAN 14 Semarang

Nah, ukuran paksaan pada suatu benda ini kita sebut adalah Gaya atau Force.

Nah di awal tadi kita menyinggung pintu. Agar pintu dapat terbuka tentu kita
gaya dorongan atau tarikan pada pintu. Tunggu sebentar! kalo kita dorong
atau tarik pintunya tepat pada engsel pintunya, apakah pintu akan terbuka?
Betul, pintu tidak akan terbuka.

Pintu adalah salah satu jenis benda tegar di mana gerakan pada pintu adalah
gerak rotasi. Pada gerak rotasi, kemampuan paksaan agar benda bisa
bergerak rotasi kita sebut Momen Gaya atau Torsi.

Besar momen gaya itu dipengaruhi oleh besar komponen gaya yang tegak lurus
dengan lengan gaya dan panjang lengan gaya. Semakin besar gaya tegak lurus
yang bekerja semakin besar pula momen gayanya. Begitu juga semakin jauh

pangkal dari gaya dari pusat porosnya (kita sebut lengan gayanya) semakin
besar pula momen gayanya.

KD.3.1. Dinamika Benda Tegar Dani Syamsudin, S.Pd.

SMAN 14 Semarang

KD.3.1. Dinamika Benda Tegar Dani Syamsudin, S.Pd.

SMAN 14 Semarang

Selain besar gaya dan panjang lengan gayanya, ternyata agar menghasilkan
momen gaya yang besar syaratnya arah gaya dan arah lengan gayanya harus

saling tegak lurus.
Nah bagaimana kalo arah gayanya membentuk sudut dengan lengan gayanya?
Maka kita cari komponen gayanya yang tegak lurus dengan lengan gayanya.
Dengan aturan trigonometri maka kita bisa menentukan komponen yang tegak
lurus dengan lengan gayanya. Dengan menguraikan gayanya maka kita dapatkan

pada sumbu yang tegak lurus dengan lengan gayanya adalah × sin .

r

F cos θ
θ

F F sin θ

KD.3.1. Dinamika Benda Tegar Dani Syamsudin, S.Pd.

SMAN 14 Semarang

Nah, dari penjelasana di
atas sekarang sudah
pahamkan mengapa
gagang pintu diletakan
jauh dari engsel pintu.

KD.3.1. Dinamika Benda Tegar Dani Syamsudin, S.Pd.

SMAN 14 Semarang

Latihan Soal 1.2

2 = 5

A 1m B 1m C
1 = 5 53°

2 = 10

KD.3.1. Dinamika Benda Tegar Dani Syamsudin, S.Pd.

SMAN 14 Semarang

KD.3.1. Dinamika Benda Tegar Dani Syamsudin, S.Pd.

SMAN 14 Semarang

KD.3.1. Dinamika Benda Tegar Dani Syamsudin, S.Pd.