E-Modul Praktikum Berbasis POE Berbantuan Aplikasi Phyphox pada Materi Momen Inersia dan Gerak Menggelinding

Untuk SMA/MA Kelas XI
Semester Ganjil

E-Modul Praktikum Berbasis POE
Berbantuan Aplikasi Phyphox

Fathimah
Dr. Siti Wahyuni, M.Sc

E-MODUL PRAKTIKUM BERBASIS POE
BERBANTUAN APLIKASI PHYPHOX PADA
MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK

MENGGELINDING

Penyusun:
Fathimah
Universitas Negeri Semarang
Dosen Pembimbing:
Dr. Siti Wahyuni, M.Sc

i|E - M O D U L P R A K T I K UM B E R B A S I S P O E BE R B A N T U A N AP L I K A S I P H Y P HO X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)

Kata Pengantar

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah
melimpahkan rahmat, taufik, serta karunia-Nya sehingga penulis dapat
menyelesaikan pembuatan E-Modul Praktikum Berbasis POE Berbantuan
Aplikasi Phyphox pada Materi Momen Inersia dan Gerak Menggelinding yang
ditujukan untuk siswa kelas XI ini dengan baik. Penulis mengucapkan terima
kasih kepada Ibu Dr. Siti Wahyuni, M.Sc selaku dosen pembimbing dan semua
pihak yang telah membantu dalam penyusunan e-modul praktikum ini.

E-modul praktikum berbasis POE berbantuan aplikasi phyphox ini
disusun agar dapat memfasilitasi pemahaman konsep siswa terhadap materi
momen inersia dan gerak menggelinding. Prosedur kerja dalam praktikum ini
menerapkan tahapan pada model pembelajaran POE yaitu membuat dugaan
awal (Predict), melakukan observasi (Observe), dan menjelaskan hasil
observasi (Explain). E-modul praktikum ini dilengkapi dengan gambar dan video
agar menarik sehingga tidak membosankan.

Penulis menyadari bahwa e-modul praktikum ini masih terdapat
kekurangan baik dari segi isi, tampilan, dan bahasa. Oleh karena itu, penulis
mengharapkan adanya kritik dan saran yang membangun. Penulis berharap e-
modul praktikum ini dapat bermanfaat bagi semua pihak.

Semarang, Agustus 2022
Penulis

Fathimah

ii | E - M O D U L P R A K T I K U M B E R B A S I S P O E B E R B A N T U A N A P L I K A S I P H Y P H O X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)

Daftar Isi

Halaman Judul ........................................................... i
Kata Pengantar .......................................................... ii
Daftar Isi ............................................................... iii
Model Pembelajaran POE ............................................... iv
Petunjuk Penggunaan E-Modul Praktikum .............................. vi
Petunjuk Penggunaan Aplikasi Phyphox ................................. vii
Kompetensi Inti ......................................................... xiv
Kompetensi Dasar ....................................................... xiv
Indikator Pencapaian Kompetensi ...................................... xv
Peta Konsep .............................................................. xvi
Materi .................................................................... 1
Kegiatan Praktikum dengan Model POE ................................ 12

Orientasi dan Motivasi .............................................. 12
Predict ............................................................... 13
Observe .............................................................. 14
Explain ............................................................... 26
Sistematika Laporan Praktikum ........................................ 27
Daftar Pustaka .......................................................... 29

iii | E - M O D U L P R A K T I K U M B E R B A S I S P O E B E R B A N T U A N A P L I K A S I P H Y P H O X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)

Model Pembelajaran POE

Kegiatan praktikum pada e-modul dilakukan dengan menerapkan model
pembelajaran POE (Predict-Observe-Explain) yang terdiri dari tiga tahapan
yaitu:

1 Predict (Prediksi)
Siswa pada tahap pertama ini diperintahkan untuk membuat

prediksi atau dugaan sementara dalam menyelesaikan permasalahan
terkait konsep materi yang diberikan oleh guru. Selain itu, siswa juga
harus memberikan alasan terkait dugaan yang telah dibuat secara
bebas sesuai pengetahuannya.

2 Observe (Observasi)
Siswa pada tahap kedua ini dibagi menjadi beberapa kelompok

kecil yang nantinya akan melakukan percobaan atau eksperimen
terkait permasalahan yang diberikan oleh guru. Percobaan tersebut
dilakukan dengan bimbingan dari guru dan sesuai dengan langkah
kerja dalam e-modul praktikum. Siswa dapat mengamati proses
percobaan secara langsung dan mencatat hasil pengamatannya. Data
hasil pengamatan tersebut kemudian dianalisis untuk mengetahui
kebenaran atas dugaan yang telah dibuat pada tahap sebelumnya.

iv | E - M O D U L P R A K T I K U M B E R B A S I S P O E B E R B A N T U A N A P L I K A S I P H Y P H O X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)

3 Explain (Menjelaskan)
Siswa pada tahap ketiga ini menjelaskan hasil percobaan yang

didapatkan dan membandingkan hasil tersebut dengan dugaan yang
telah dibuat sebelumnya. Selain itu, guru pada tahap ini dapat
menyampaikan penjelasan tambahan terkait hasil percobaan yang
telah dilakukan dan menginformasikan penyelesaian masalah yang
disajikan di tahap awal.

v|E - M O D U L P R A K T I K U M B E R B A S I S P O E B E R B A N T U A N A P L I K A S I P H Y P H O X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)

Petunjuk Penggunaan
E-Modul Praktikum

Petunjuk untuk Guru

1. Guru menjelaskan petunjuk penggunaan e-modul
praktikum kepada siswa.

2. Guru menyampaikan kompetensi inti, kompetensi
dasar, dan indikator pencapaian kompetensi.

3. Guru membimbing siswa dalam melakukan kegiatan
praktikum agar sesuai dengan perintah pada e-modul.

4. Guru membimbing siswa agar mengerjakan setiap
perintah dalam e-modul.

5. Guru memberikan konfirmasi jawaban siswa pada
akhir kegiatan pembelajaran.

Petunjuk untuk Siswa

1. Berdo`alah sebelum menggunakan e-modul praktikum.
2. Baca dan pahami setiap perintah yang terdapat pada e-

modul dengan teliti.
3. Lakukan kegiatan praktikum secara berkelompok sesuai

arahan dalam e-modul agar dapat mencapai tujuan yang
hendak dicapai.
4. Lakukan diskusi secara berkelompok untuk
menyelesaikan permasalahan yang disajikan dalam e-
modul dengan singkat dan jelas.
5. Segera berkonsultasi kepada guru apabila mengalami
kesulitan dalam memahami e-modul praktikum.
6. Gunakan sumber literatur yang lain seperti buku paket
atau internet untuk menunjang kegiatan praktikum.

vi | E - M O D U L P R A K T I K U M B E R B A S I S P O E B E R B A N T U A N A P L I K A S I P H Y P H O X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)

Petunjuk Penggunaan
Aplikasi Phyphox

Aplikasi Phyphox merupakan sebuah aplikasi yang dapat digunakan untuk
membantu beberapa percobaan dalam praktikum fisika dengan memanfaatkan
berbagai sensor yang terdapat pada smartphone dalam pengoperasiaannya.
Aplikasi Phyphox sendiri telah menyediakan berbagai menu agar memudahkan
kegiatan praktikum fisika yang salah satunya adalah menu “Roll”. Menu “Roll”
tersebut dapat dioperasikan pada smartphone yang mempunyai sensor
Gyroscope. Petunjuk penggunaan aplikasi Phyphox dalam e-modul ini dikhususkan
untuk menjelaskan penggunaan menu “Roll” yang nantinya digunakan sebagai alat
ukur dalam kegiatan percobaan materi momen inersia. Berikut ini adalah
langkah-langkah penggunaan aplikasi Phyphox untuk menu “Roll”:

1. Unduh aplikasi Phyphox secara gratis di Google Play (Android) atau App
Store (iOS).

(a) (b)
Gambar 1. (a) Tampilan Google Play untuk android (b) Tampilan App Store untuk

iOS

vii | E - M O D U L P R A K T I K U M B E R B A S I S P O E B E R B A N T U A N A P L I K A S I P H Y P H O X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)

2. Buka aplikasi Phyphox kemudian pilih menu “Roll”.

Gambar 2. Tampilan awal Phyphox yang berisi berbagai menu untuk percobaan
fisika yang salah satunya adalah menu “Roll”.

Menu “Roll” ini memiliki beberapa fitur seperti velocity dan raw data.
Berikut ini fungsi dari masing-masing fitur:
a. Fitur velocity berfungsi untuk menampilkan data kecepatan (v) setiap

waktu (t) saat percobaan berlangsung.
b. Fitur raw data berfungsi untuk menampilkan data kecepatan sudut ( )

setiap waktu (t) dalam sumbu y saat percobaan berlangsung.

viii | E - M O D U L P R A K T I K U M B E R B A S I S P O E B E R B A N T U A N A P L I K A S I P H Y P H O X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)

(a) (b)
Gambar 3. (a) Tampilan fitur velocity pada menu “Roll” (b) Tampilan fitur raw

data pada menu “Roll”.
3. Isikan jari-jari benda tegar pada “Roll radius” yang terdapat dalam fitur

velocity.

Gambar 4. Tampilan Roll radius pada fitur velocity.
4. Lakukan pengaturan waktu untuk melaksanakan percobaan dengan cara klik

titik tiga vertikal di pojok kanan atas >> pilih “Timed run” >> klik kolom
centang “Do a timed run” >> atur “Start delay”, “Experiment duration”,
dan “Acoustic signals” >> klik “OK”.

ix | E - M O D U L P R A K T I K U M B E R B A S I S P O E B E R B A N T U A N A P L I K A S I P H Y P H O X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)

Gambar 5. Tampilan pengaturan waktu percobaan pada fitur “Timed run”.

Siswa pada pengaturan ini dapat mengatur penundaan waktu dimulainya
aplikasi dalam melakukan pengukuran dengan cara mengisi “Start delay”
seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5. Siswa juga dapat menentukan
durasi waktu aplikasi untuk melakukan pengukuran dengan cara mengisi
“Experiment duration” seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5. Selain itu,
siswa dapat mengaktifkan sinyal penanda saat aplikasi melakukan pengukuran
dari awal sampai akhir dengan cara mengeklik “Active All” pada menu
“Acoustic signals”. Langkah ini dilaksanakan agar data yang diperoleh dari
percobaan yang dilakukan siswa menjadi lebih akurat.

x|E - M O D U L P R A K T I K U M B E R B A S I S P O E B E R B A N T U A N A P L I K A S I P H Y P H O X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)

5. Lakukan pengaturan perizinan akses jarak jauh untuk menghubungkan antara
aplikasi phyphox dalam smartphone dengan web browser dalam laptop atau
smartphone yang lain agar dapat mempermudah proses pengukuran.
Pengaturan dilakukan dengan cara buka hotspot seluler pada smartphone
>> klik titik tiga vertikal di pojok kanan atas >> pilih “Allow remote
access” >> klik “OK”. Pada layar smartphone bagian bawah akan muncul link
URL kemudian ketik link URL tersebut pada laman web di laptop.

Contoh link URL

Gambar 6. Tampilan perizinan akses jarak jauh.
6. Masukkan smartphone yang sudah diatur ke dalam benda tegar seperti

silinder yang telah disiapkan sendiri oleh siswa. Pastikan smartphone tepat
berada di tengah benda. Siswa dapat memberikan beberapa bantalan seperti
kertas atau plastik agar dapat menahan smartphone tepat berada di tengah
benda.

xi | E - M O D U L P R A K T I K U M B E R B A S I S P O E B E R B A N T U A N A P L I K A S I P H Y P H O X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)

Gambar 7. Tampilan posisi smartphone di dalam benda berbentuk silinder.
7. Mulailah lakukan percobaan dengan menekan tombol “play” pada laman web

laptop atau smartphone yang lain (smartphone yang tidak dimasukkan ke
dalam benda dan sudah tersambung dengan smartphone di dalam benda)
kemudian amatilah gerak benda dan hasil pengukuran yang ditampilkan pada
laptop atau smartphone yang lain tersebut. Data hasil pengukuran
ditunjukkan dalam bentuk grafik seperti yang terlihat pada Gambar 8.

Gambar 8. Tampilan data hasil pengukuran dalam bentuk grafik.
Data hasil pengukuran juga dapat diunduh dalam format excel dengan cara
klik titik tiga vertikal di pojok kanan atas >> pilih “Export data” >> pilih
format “Excel” >> klik “OK” seperti yang terlihat pada Gambar 9.

xii | E - M O D U L P R A K T I K U M B E R B A S I S P O E B E R B A N T U A N A P L I K A S I P H Y P H O X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)

4,25

Gambar 9. Tampilan cara mengunduh data percobaan dalam format excel.

Amati dan pahamilah petunjuk penggunaan aplikasi Phyphox untuk
menu “Roll” di atas dengan baik. Lakukanlah serangkaian kegiatan
percobaan sesuai arahan dari e-modul seperti penggunaan alat dan
bahan, langkah kerja, data pengamatan, analisis data,
pembahasan, sampai kesimpulan yang terdapat pada bagian predict
dengan memperhatikan tujuan yang ingin dicapai.

xiii | E - M O D U L P R A K T I K U M B E R B A S I S P O E B E R B A N T U A N A P L I K A S I P H Y P H O X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)

KI, KD, dan Indikator
Pencapaian Kompetensi

AKompetensi Inti

KI 3 : Memahami, menerapkan, dan menganalisis pengetahuan faktual,
konseptual, prosedural, dan metakognitif berdasarkan rasa ingin
tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan
humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan,
kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan
kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada
bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya
untuk memecahkan masalah.

A Kompetensi Dasar

3.1 Menerapkan konsep torsi, momen inersia, titik berat, dan
momentum sudut pada benda tegar (statis dan dinamis) dalam
kehidupan sehari-hari misalnya dalam olahraga.

xiv | E - M O D U L P R A K T I K U M B E R B A S I S P O E B E R B A N T U A N A P L I K A S I P H Y P H O X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)

AIndikator Pencapaian Kompetensi

Indikator pencapaian kompetensi yang terkait dengan KD 3.1
yaitu konsep Momen Inersia dan Gerak Menggelinding (Tanpa Slip), yang
termasuk dalam penerapan dinamika rotasi, di antaranya adalah:
1. Menjelaskan konsep momen inersia.
2. Menjelaskan faktor-faktor yang memengaruhi nilai momen inersia

suatu benda tegar.
3. Menentukan nilai momen inersia suatu benda tegar.
4. Menjelaskan konsep gerak menggelinding tanpa slip.
5. Menjelaskan syarat benda dapat menggelinding tanpa slip.
6. Menentukan energi kinetik pada benda tegar yang menggelinding

tanpa slip.
7. Menentukan koefisien momen inersia suatu benda tegar sesuai

konsep gerak menggelinding tanpa slip.

xv | E - M O D U L P R A K T I K U M B E R B A S I S P O E B E R B A N T U A N A P L I K A S I P H Y P H O X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)

Peta Konsep

Momen Inersia dan Gerak
Menggelinding (Tanpa Slip)

Momen Inersia Gerak Menggelinding
(Tanpa Slip)

Pengertian Persamaan Faktor- Pengertian
faktor yang
memengaruhi Syarat
terjadiya
Suatu Benda Benda
Partikel Kontinu Tegar gerak
dengan menggelinding
Bentuk
Simetri tanpa slip

s Energi Kinetik
dan Energi
Mekanik

xvi | E - M O D U L P R A K T I K U M B E R B A S I S P O E B E R B A N T U A N A P L I K A S I P H Y P H O X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)

Materi

A. Momen Inersia

Momen inersia (I) merupakan besaran yang menunjukkan ukuran
kecenderungan suatu benda untuk tetap mempertahankan keadaannya atau
besaran yang menyatakan kelembaman suatu benda. Momen inersia pada gerak
rotasi dapat dinyatakan sebagai ukuran kemampuan benda untuk
mempertahankan keadaannya dalam berotasi pada porosnya. Benda yang sulit
berputar ataupun sulit dihentikan saat berputar akan memiliki momen inersia
yang besar dan begitupun sebaliknya.

Gambar 1. Gerak rotasi sebuah titik partikel yang berada di salah satu ujung tongkat
yang tak bermassa dengan ujung lainnya sebagai sumbu putar.

Gambar 1 di atas menggambarkan sebuah titik partikel bermassa m yang
ditempatkan di salah satu ujung tongkat yang tidak bermassa dengan panjang r.
Salah satu ujung tongkat lainnya menjadi sumbu putar sehingga titik partikel
tersebut dapat berputar dengan bebas terhadap sumbu putarnya. Momen inersia
pada titik partikel tersebut dapat didefinisikan sebagai hasil kali antara massa
partikel dengan kuadrat jarak partikel dari sumbu rotasi. Oleh karena itu,

1|E - M O D U L P R A K T I K U M B E R B A S I S P O E B E R B A N T U A N A P L I K A S I P H Y P H O X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)

momen inersia dari sebuah titik partikel dapat dirumuskan sebagai berikut:

= …………………………………… (1)

dengan:

= momen inersia (kgm2)

= massa partikel (kg)

= jarak partikel dari sumbu pusat rotasi (m)

Pada keadaan lain dimana terdapat suatu sistem yang mengandung
sejumlah partikel dengan massa 1, 2, 3, …, dan jarak 1, 2, 3, ...,
yang berputar terhadap porosnya juga dapat ditentukan momen inersianya.
Momen inersia pada sejumlah partikel tersebut dapat diperoleh dari
penjumlahan momen inersia dari setiap partikelnya sehingga secara matematis
dapat dirumuskan sebagai berikut:

……… (2)

= ∑ = + + +. . . +

=

Momen inersia tidak hanya berlaku pada sistem partikel, namun juga
dapat berlaku pada benda kontinu selama terdapat bagian dari benda tersebut
yang berputar terhadap sembarang sumbu. Benda kontinu merupakan benda
yang memiliki distribusi partikel secara merata misalnya tongkat, selimut bola,
bola pejal, selimut silinder, silinder pejal dan lain sebagainya. Penentuan

2|E - M O D U L P R A K T I K U M B E R B A S I S P O E B E R B A N T U A N A P L I K A S I P H Y P H O X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)

momen inersia pada benda-benda kontinu tersebut tidak dapat dilakukan
dengan penjumlahan sederhana seperti persamaan (2) di atas namun dihitung
menggunakan operasi integral sebagai berikut:

= ∫

………………………… (3)

Berdasarkan penjelasan momen inersia di atas, maka diketahui beberapa

persamaan momen inersia pada benda tegar yang bentuknya teratur dan

berotasi pada sumbu tertentu seperti yang terlihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Momen inersia untuk beberapa benda tegar yang homogen

No. Gambar Nama Benda Letak Momen Inersia
Sumbu (I)
Putar

Batang silinder

1. dengan panjang Melalui = 1 2
L pusat 12

L

Batang silinder Melalui

2. dengan panjang salah satu = 1 2
3

L L ujungnya

Silinder tipis

berongga Melalui
3. = 2

dengan jari-jari sumbunya

R

3|E - M O D U L P R A K T I K U M B E R B A S I S P O E B E R B A N T U A N A P L I K A S I P H Y P H O X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)

Letak

No. Gambar Nama Benda Sumbu Momen Inersia (I)

Putar

Silinder

berongga

4. Melalui = 1 ( 12 + 22)
2
dengan jari-jari
sumbunya

dalam R1 dan

jari-jari luar R2

Silinder pejal

5. Melalui = 1 2
2
dengan jari-jari
sumbunya

R

Silinder pejal

6. dengan jari-jari Melalui = 1 2 + 1 2
pusat 4 12

R dan panjang L

Bola pejal

7. R dengan jari-jari Melalui = 2 2
pusat 5

R

Bola tipis

8. R berongga Melalui = 2 2
dengan jari-jari pusat 3

R

4|E - M O D U L P R A K T I K U M B E R B A S I S P O E B E R B A N T U A N A P L I K A S I P H Y P H O X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)

Benda tegar merupakan benda yang jarak relatif antar
partikel penyusunnya selalu tetap sehingga benda tidak akan
mengalami perubahan bentuk akibat pengaruh dari gaya luar,

seperti gaya tekan, gaya gesek, dan lain sebagainya.

Berdasarkan Tabel 1 di atas, dapat disimpulkan bahwa nilai momen inersia
suatu benda tegar bergantung pada bentuk atau ukuran benda, massa benda,
letak sumbu putar benda, serta jarak ke sumbu putarnya atau jari-jari benda.
Perbedaan nilai momen inersia pada silinder (dengan sumbu putar melewati
sumbunya) dan bola dapat dikarakterisasikan melalui suatu bilangan tertentu
yang disebut dengan koefisien momen inersia (k). Oleh karena itu, persamaan
momen inersia pada silinder dan bola tersebut dapat dituliskan sebagai berikut:

= ………………………… (4)

Penerapan momen inersia dapat ditemukan dalam kehidupan sehari-hari.
Contohnya yaitu dalam permainan gasing dan yoyo (semakin besar momen
inersianya maka semakin lama gasing atau yoyo dapat berputar); roda gila atau
fly wheel (sebuah roda yang digunakan untuk meredam perubahan kecepatan
putaran dengan memanfaatkan momen inersia pada roda tersebut sehingga
dapat menyimpan energi mekanik dalam waktu singkat); dan lain sebagainya.

5|E - M O D U L P R A K T I K U M B E R B A S I S P O E B E R B A N T U A N A P L I K A S I P H Y P H O X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)

Sumber: regional.kompas.com Sumber: firmankasan.com Sumber: koranmemo.com

(a) (b) (c)

Gambar 2. (a) Permainan gasing, (b) Permainan yoyo, (c) Roda gila pada sepeda motor.

B. Gerak Menggelinding (Tanpa Slip)

Kita seringkali mendengar istilah benda berotasi dan juga ada benda
yang menggelinding (pembahasan ini dikhususkan untuk benda yang
menggelinding tanpa slip). Kedua istilah tersebut pada hakikatnya berbeda,
namun masih memiliki keterkaitan. Suatu benda dapat dikatakan berotasi
apabila benda tersebut berputar pada satu titik sumbu putar dan tidak
mengalami perpindahan tempat. Selain itu, benda dapat dikatakan menggelinding
apabila benda tersebut berputar pada satu titik sumbu putar dan mengalami
perpindahan tempat. Hal ini menyebabkan benda yang menggelinding akan
mempunyai jarak tempuh tertentu ketika benda tersebut berputar pada sumbu
putarnya. Oleh karena itu, dapat diketahui bahwa gerak menggelinding (tanpa
slip) merupakan benda yang mengalami dua gerak sekaligus yaitu gerak rotasi
dan juga gerak translasi.

6|E - M O D U L P R A K T I K U M B E R B A S I S P O E B E R B A N T U A N A P L I K A S I P H Y P H O X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)







Gambar 3. Gerak menggelinding pada bidang yang kasar.

Benda yang menggelinding tanpa slip mempunyai energi kinetik yang dapat
diperoleh melalui penjumlahan dari energi kinetik rotasi (EKrot) dan energi
kinetik translasi (EKtrans). Berikut ini energi kinetik masing-masing gerak:

a. Energi kinetik translasi dirumuskan sebagai berikut:

= …………………………………… (5)


dengan: = energi kinetik translasi (J)
= massa benda (kg)
= kecepatan benda (m/s)


b. Energi kinetik rotasi dirumuskan sebagai berikut:

= …………………………………… (6)


7|E - M O D U L P R A K T I K U M B E R B A S I S P O E B E R B A N T U A N A P L I K A S I P H Y P H O X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)

dengan: = energi kinetik rotasi (J)
= momen inersia benda terhadap pusat massa (kg.m2)
= kecepatan sudut benda terhadap pusat massa (rad/s)


Dengan demikian, dapat diketahui bahwa energi kinetik total benda yang
menggelinding tanpa slip yaitu sebagai berikut:

= +

= + , ………………………… (7)


Jika = 2 dan = , maka persamaan (7) dapat dituliskan sebagai berikut:

= + = +


= ( + ) …………… (8)


Benda yang menggelinding tanpa slip dapat dijumpai dalam kehidupan
sehari-hari. Contohnya yaitu roda kendaraan yang melintasi jalanan beraspal,
olahraga boling, kelereng yang menggelinding di atas bidang miring yang
terbuat dari kayu, dan lain sebagainya.

8|E - M O D U L P R A K T I K U M B E R B A S I S P O E B E R B A N T U A N A P L I K A S I P H Y P H O X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)

C. Penentuan Koefisien Momen Inersia Pada Gerak Menggelinding
(Tanpa Slip)

Koefisien momen inersia suatu benda tegar dapat ditentukan dengan
peninjauan benda tegar yang menggelinding tanpa slip pada suatu bidang miring
dari ketinggian tertentu. Perhatikan gerak menggelinding benda tegar pada
Gambar 3 di bawah ini.



A



B
Gambar 4. Gerak menggelinding suatu benda tegar pada bidang miring

Benda yang mengalami gerak menggelinding pasti memiliki gaya gesekan
antara benda dan bidang alas. Gaya gesekan pada gerak menggelinding tanpa
slip merupakan gaya gesekan statik. Gesekan bersifat statik karena titik
kontak benda yang menggelinding dengan bidang alas selalu dalam keadaan diam
setiap saat. Oleh karena itu, tidak ada usaha yang bekerja pada gaya gesek

9|E - M O D U L P R A K T I K U M B E R B A S I S P O E B E R B A N T U A N A P L I K A S I P H Y P H O X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)

statik sehingga benda yang menggelinding tanpa slip dapat berlaku hukum
kekekalan energi mekanik. Penerapan hukum kekekalan energi mekanik ini dapat
digunakan untuk menentukan koefisien momen inersia pada benda tegar yang
ditinjau dari puncak sampai dasar bidang miring dan dapat dirumuskan sebagai
berikut:

=

+ = +

+ + = + + …… (9)


Jika benda dilepaskan dari ketinggian h dalam keadaan diam ( = 0; = 0)
sampai dasar bidang miring (ℎ = 0), maka persamaan (9) di atas menjadi:

+ + = + +


+ + = + +


= + …… (10)


Telah diketahui bahwa = 2 dan = , maka persamaan (10) dapat
dituliskan menjadi:

10 | E - M O D U L P R A K T I K U M B E R B A S I S P O E B E R B A N T U A N A P L I K A S I P H Y P H O X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)

= + ( )( )


= + ( )


= +


= ( + )


= …………… (11)
( + )

Berdasarkan persamaan (11), dapat diketahui rumusan untuk menentukan
koefisien momen inersia sebagai berikut:

……………………… (12)
( + ) =


= −

11 | E - M O D U L P R A K T I K U M B E R B A S I S P O E B E R B A N T U A N A P L I K A S I P H Y P H O X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)

Kegiatan Praktikum

Orientasi dan Motivasi

Mayoritas masyarakat Indonesia Sumber: otomotif.kompas.com
sebagian besar menggunakan kendaraan
seperti motor dan mobil dalam melakukan Gambar 1. Kendaraan bermotor
perjalanan dari satu tempat ke tempat di jalan lalu lintas.
lainnya untuk jarak jauh. Pernahkah kalian
memperhatikan bagaimana putaran roda Sumber: otomotif.kompas.com
motor dan mobil saat bergerak? Pada saat
kendaraan tersebut melewati permukaan Gambar 2. Kendaraan mobil yang
jalan yang kasar, maka roda dapat sangat mudah tergelincir saat
menggelinding dengan baik. Namun melewati jalanan berlumpur.
sebaliknya, pada saat permukaan jalannya
sangat licin misalnya akibat diguyur hujan
atau jalanan berlumpur, maka roda akan
slip. Telah banyak peristiwa roda motor
ataupun mobil yang slip akan meluncur
tanpa kendali dan sulit dihentikan
sehingga dapat menyebabkan terjadinya
kecelakaan yang sangat fatal bahkan
dapat menelan korban jiwa.

12 | E - M O D U L P R A K T I K U M B E R B A S I S P O E B E R B A N T U A N A P L I K A S I P H Y P H O X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)

Penerapan Model POE

Predict (Prediksi)

Berdasarkan orientasi dan motivasi di atas, jawablah pertanyaan di
bawah ini sesuai dengan prediksi kamu:

1. Mengapa roda kendaraan dapat terjadi slip atau mudah tergelincir
saat hujan atau melewati jalanan yang berlumpur?
Jawab:
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………

2. Selain pada roda kendaraan, benda tegar yang lain seperti silinder
dan bola juga dapat mengalami gerak menggelinding. Setiap benda
tegar yang menggelinding tersebut dapat ditentukan momen
inersianya dengan koefisien tertentu. Apa saja hal-hal yang dapat
memengaruhi nilai momen inersia pada suatu benda tegar?
Jawab:
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………

13 | E - M O D U L P R A K T I K U M B E R B A S I S P O E B E R B A N T U A N A P L I K A S I P H Y P H O X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)

Observe (Observasi)

Tujuan Percobaan

1. Mengetahui konsep gerak menggelinding tanpa slip pada benda
tegar.

2. Menentukan koefisien momen inersia dan momen inersia benda
tegar berupa silinder tipis berongga.

3. Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi nilai momen inersia
suatu benda tegar.

Alat dan Bahan

θ Smartphone Kertas atau Plastik

Bidang miring

14 | E - M O D U L P R A K T I K U M B E R B A S I S P O E B E R B A N T U A N A P L I K A S I P H Y P H O X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)

Timbangan Mika bening Sabun cair

Spidol Kelereng Penggaris

R1 R2

Baterai Silinder 1 dengan Silinder 2
R1 dengan R2

*NOTE: Gunakan silinder 1 dan 2 yang berbentuk silinder tipis berongga
dengan dua jari-jari berbeda. Pastikan silinder tersebut homogen dan
memiliki diameter yang lebih besar daripada lebar smartphone.

15 | E - M O D U L P R A K T I K U M B E R B A S I S P O E B E R B A N T U A N A P L I K A S I P H Y P H O X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)

Langkah Kerja

KEGIATAN 1
PERCOBAAN GERAK MENGGELINDING

A. Percobaan pada Bidang Miring yang Kasar
1. Siapkan rangkaian bidang miring dengan ketinggian tertentu.
2. Luncurkan benda tegar seperti kelereng, spidol, dan baterai secara
bergantian dari puncak bidang miring kemudian amati pergerakan
masing-masing benda.
3. Catatlah hasil pengamatanmu pada tabel pengamatan.

B. Percobaan pada Bidang Miring yang Licin
1. Siapkan rangkaian bidang miring dengan ketinggian tertentu.
2. Pasangkan mika bening pada permukaan bidang miring kemudian
tuangkan sabun cair di atas permukaan tersebut secara merata.
3. Luncurkan benda tegar seperti kelereng, spidol, dan baterai secara
bergantian dari puncak bidang miring kemudian amati pergerakan
masing-masing benda.
4. Catatlah hasil pengamatanmu pada tabel pengamatan.

16 | E - M O D U L P R A K T I K U M B E R B A S I S P O E B E R B A N T U A N A P L I K A S I P H Y P H O X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)

KEGIATAN 2
PERCOBAAN MOMEN INERSIA

1. Ukur jari-jari dua buah benda berbentuk silinder tipis berongga
yang telah disiapkan menggunakan penggaris kemudian catat pada
tabel pengamatan. Pastikan silinder memiliki ukuran diameter yang
lebih besar dari lebar smartphone.

2. Buka aplikasi Phyphox pada smartphone kemudian pilih menu “Roll”
dan lakukan setting awal sesuai petunjuk penggunaan aplikasi
Phyphox untuk menu “Roll” yang telah dijelaskan sebelumnya. Pada
bagian pengaturan “Timed run”, buatlah pengaturan “Start delay”
atau tunda waktu mulainya pengukuran selama 5 detik dan
pengaturan durasi pengukuran selama 15 detik.

3. Ukur massa benda pertama yang telah dimasukkan smartphone di
bagian tengahnya kemudian catat pada tabel pengamatan.

4. Siapkan rangkaian bidang miring dengan ketinggian tertentu.
5. Tekan tombol “play” pada laman web laptop atau smartphone lainnya

yang telah tersambung dengan aplikasi Phyphox dalam smartphone
yang digunakan sebagai alat ukur percobaan ini.
6. Luncurkan benda pertama dari puncak bidang miring saat bunyi
penanda dimulainya pengukuran telah terdengar. Ulangi peluncuran
silinder tersebut sebanyak tiga kali dengan durasi atau batasan
waktu selama 15 detik.

17 | E - M O D U L P R A K T I K U M B E R B A S I S P O E B E R B A N T U A N A P L I K A S I P H Y P H O X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)

7. Amati gerak benda saat menggelinding di atas permukaan bidang
miring. Pastikan benda dapat menggelinding dengan lurus saat
melewati turunan bidang miring.

8. Amati grafik hasil pengukuran yang ditunjukkan pada laman web
laptop atau smartphone lainnya. Catat nilai kecepatan (v) benda saat
berada di dasar bidang miring dengan cara mencatat nilai v yang
paling besar (nilai maksimum) dari grafik v-t pada fitur velocity.
Pencatatan nilai v yang paling besar ini dilakukan untuk semua
pengulangan kemudian hitung rata-rata nilai v tersebut. Selain itu,
hitung juga nilai kuadrat dari hasil perhitungan rata-rata nilai v dan
catat pada tabel pengamatan.

9. Ulangi langkah 4 sampai 8 dengan menggunakan ketinggian bidang
miring yang berbeda.

10. Ulangi langkah 2 sampai 9 untuk benda yang kedua.

18 | E - M O D U L P R A K T I K U M B E R B A S I S P O E B E R B A N T U A N A P L I K A S I P H Y P H O X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)

Data Pengamatan

KEGIATAN 1
PERCOBAAN GERAK MENGGELINDING

A. Gerak Benda Tegar pada Bidang Miring yang Kasar

Gerak Benda

Ketinggian Benda Benda
Menggelinding Tergelincir
No. Nama Benda
(m) Tanpa Slip

➔ NOTE: Berilah tanda centang (✓) pada kolom “Gerak Benda” sesuai hasil percobaan.

B. Gerak Benda Tegar pada Bidang Miring yang Licin

Gerak Benda

Ketinggian Benda Benda
No. Nama Benda Menggelinding Tergelincir

(m) Tanpa Slip

➔ NOTE: Berilah tanda centang (✓) pada kolom “Gerak Benda” sesuai hasil percobaan.

19 | E - M O D U L P R A K T I K U M B E R B A S I S P O E B E R B A N T U A N A P L I K A S I P H Y P H O X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)

KEGIATAN 2
PERCOBAAN MOMEN INERSIA

Nama Benda Tegar 1:

Kecepatan

linear saat di

Massa Jari-jari Ketinggian dasar bidang Kecepatan
miring kuadrat atau ̅
No. (m/s)
(m2/s2)
(kg) (m) (m)

̅

20 | E - M O D U L P R A K T I K U M B E R B A S I S P O E B E R B A N T U A N A P L I K A S I P H Y P H O X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)

Nama Benda Tegar 2:

Kecepatan

linear saat di

Massa Jari-jari Ketinggian dasar bidang Kecepatan
miring kuadrat atau ̅
No. (m/s)
(m2/s2)
(kg) (m) (m)

̅

21 | E - M O D U L P R A K T I K U M B E R B A S I S P O E B E R B A N T U A N A P L I K A S I P H Y P H O X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)

Analisis Data

Bagian ini digunakan untuk menganalisis data hasil pengamatan
Kegiatan 2 percobaan momen inersia. Lakukan analisis nilai koefisien
momen inersia (menggunakan persamaan (12)) kemudian semua nilai
koefisien momen inersia pada setiap benda tegar (benda 1 dan benda 2)
masing-masing dirata-ratakan. Setelah itu, analisis nilai momen inersia
dari setiap benda tegar (menggunakan persamaan (4)).

Pembahasan

Jawablah pertanyaan di bawah ini dengan menghubungkan antara
hasil percobaan dari Kegiatan 1 dan Kegiatan 2 dengan teori yang
ada. Apabila hasil percobaan berbeda dengan teori, maka berikan

alasan yang menjadi penyebab terjadinya perbedaan tersebut!

1. Bagaimana perbedaan gerak benda tegar saat melewati bidang
miring yang memiliki permukaan kasar maupun licin menurut
percobaan dalam Kegiatan 1?
Jawab:
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………

22 | E - M O D U L P R A K T I K U M B E R B A S I S P O E B E R B A N T U A N A P L I K A S I P H Y P H O X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)

2. Jelaskan konsep gerak benda agar dapat menggelinding dengan baik
menurut hasil percobaan yang diperoleh dari Kegiatan 1!
Jawab:
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………

3. Apakah koefisien momen inersia dari benda tegar yang digunakan
dalam percobaan pada Kegiatan 2 memiliki nilai yang sama dengan
teorinya? Jelaskan!
Jawab:
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………

4. Bagaimana pengaruh perubahan ketinggian bidang miring terhadap
besar kecepatan pada masing-masing benda tegar jika dilihat dari
hasil percobaan yang telah diperoleh pada Kegiatan 2? Jelaskan!
Jawab:
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………

23 | E - M O D U L P R A K T I K U M B E R B A S I S P O E B E R B A N T U A N A P L I K A S I P H Y P H O X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)

6. Apakah terdapat perbedaan nilai kecepatan antara benda tegar 1
dan 2 saat benda dilepaskan pada ketinggian bidang miring yang sama
menurut data hasil percobaan Kegiatan 2? Jelaskan!
Jawab:
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………

5. Benda manakah yang memiliki momen inersia yang paling besar dari
benda tegar yang digunakan dalam percobaan pada Kegiatan 2?
Mengapa?
Jawab:
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………

7. Apa saja faktor yang memengaruhi nilai momen inersia suatu benda
tegar menurut percobaan yang telah dilakukan pada Kegiatan 2?
Jawab:
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………

24 | E - M O D U L P R A K T I K U M B E R B A S I S P O E B E R B A N T U A N A P L I K A S I P H Y P H O X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)

Jelaskan keterkaitan antara hasil prediksi
kalian dengan hasil percobaan yang telah
dilakukan!
Jawab:

……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………

Kesimpulan

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan baik dari Kegiatan 1
maupun Kegiatan 2, maka dapat disimpulkan bahwa:
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………

25 | E - M O D U L P R A K T I K U M B E R B A S I S P O E B E R B A N T U A N A P L I K A S I P H Y P H O X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)

Explain (Menjelaskan)

Buatlah laporan praktikum dengan format yang telah
ditentukan pada modul dan kaitkan juga hasil percobaan

dengan prediksi kalian sebelum melakukan percobaan.
(Tugas Individu)

26 | E - M O D U L P R A K T I K U M B E R B A S I S P O E B E R B A N T U A N A P L I K A S I P H Y P H O X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)

Sistematika
Laporan Praktikum

A. Judul Percobaan
➔ Bagian ini ditulis sesuai dengan judul praktikum.

B. Tujuan Percobaan
➔ Bagian ini berisi tentang tujuan yang ingin dicapai pada kegiatan
praktikum.

C. Landasan Teori
➔ Bagian ini berisi tentang teori, konsep, maupun persamaan yang
mendasari kegiatan praktikum. Landasan teori dapat diambil dari buku
paket atau referensi lain yang relevan. Landasan teori ditulis minimal
setengah halaman dan maksimal satu halaman.

D. Alat dan Bahan
➔ Bagian ini berisi tentang alat dan bahan yang diperlukan dalam kegiatan
praktikum.

E. Langkah Kerja
➔ Bagian ini berisi tentang langkah-langkah kerja yang telah kalian
lakukan selama kegiatan praktikum dan dituliskan dengan menggunakan
diagram alir.

F. Hasil Pengamatan
➔ Bagian ini berisi tentang hasil pengamatan dari kegiatan praktikum
dalam bentuk tabel (sesuaikan dengan tabel dalam modul).

27 | E - M O D U L P R A K T I K U M B E R B A S I S P O E B E R B A N T U A N A P L I K A S I P H Y P H O X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)

G. Analisis Data
➔ Bagian ini berisi tentang perhitungan dari data hasil pengamatan yang
bertujuan untuk mendapatkan nilai suatu besaran yang diinginkan

H. Pembahasan
➔ Bagian ini berisi tentang jawaban atas pertanyaan dalam modul yang
disesuaikan dengan data hasil pengamatan dan analisis data.
➔ Penjelasan jawaban tersebut dikaitkan dengan landasan teori yang
digunakan.
➔ Apabila terjadi kesalahan atau ketidaksesuaian antara hasil percobaan
dengan landasan teori maka berikan penjelasan tentang kemungkinan
penyebab terjadinya kesalahan atau ketidaksesuaian tersebut.
➔ Kaitkan pembahasan hasil percobaan dengan hasil prediksi jawaban
kalian di awal sebelum dilaksanakannya kegiatan praktikum

I. Kesimpulan
➔ Bagian ini berisi tentang penjelasan yang secara umum menjawab tujuan
percobaan. Pada bagian ini dapat dituliskan dengan beberapa poin.

J. Daftar Pustaka
➔ Bagian ini berisi tentang daftar buku atau referensi yang digunakan
sebagai bahan rujukan.

NOTE!!!

Laporan praktikum ditulis tangan pada kertas folio bergaris dengan
garis tepi kiri 3 cm dan garis tepi kanan 2 cm. Laporan tidak boleh
dituliskan menggunakan pensil. Tuliskan identitas diri yang terdiri dari

nama, kelompok, dan kelas sebelum penulisan judul.

28 | E - M O D U L P R A K T I K U M B E R B A S I S P O E B E R B A N T U A N A P L I K A S I P H Y P H O X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)

Daftar Pustaka

Abdullah, Mikrajuddin. 2017. Fisika Dasar I. Bandung: Institut Teknologi
Bandung.

Giancoli, Douglas C.. 2014. Fisika: Prinsip dan Aplikasi Edisi ketujuh Jilid 1.
Jakarta: Penerbit Erlangga.

Handayani, Sri & Ari Damari. 2009. Fisika 2: untuk SMA/MA Kelas XI. Jakarta:
Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.

Nurachmandani, Setya. 2009. Fisika 2: untuk SMA/MA Kelas XI. Jakarta: Pusat
Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.

Nurhudayah, M.. 2019. E-Modul Fisika: Dinamika Rotasi dan Keseimbangan
Benda Tegar. Bubulan: SMAN 1 Bubulan.

Setyawan, Herry. 2020. Modul Pembelajaran Fisika: Dinamika Rotasi dan
Keseimbangan Benda Tegar Fisika Kelas XI. Sarolangun: SMA Negeri 2
Sarolangun.

Tipler, Paul A.. 1998. Fisika untuk Sains dan Teknik Edisi Ketiga Jilid 1. Jakarta:
Erlangga.

Widodo, Tri. 2009. Fisika: untuk SMA/MA Kelas XI. Jakarta: Pusat Perbukuan
Departemen Pendidikan Nasional.

29 | E - M O D U L P R A K T I K U M B E R B A S I S P O E B E R B A N T U A N A P L I K A S I P H Y P H O X P A D A

MATERI MOMEN INERSIA DAN GERAK MENGGELINDING (TANPA SLIP)