Energi dan Momentum Sudut

Energi dan Momentum Sudut

1.  Energi Gerak Rotasi

Sebuah benda yang bergerak rotasi juga me-miliki energi kinetik dan dinamakan energi kinetik rotasi. Analog dengan energi kinetik translasi, energi kinetik rotasi dipengaruhi oleh besaran-besaran yang sama dengan massa yaitu I dan analog dengan kecepatan linier yaitu kecepatan anguler ω. Perhatikan persamaan berikut.

2.  Momentum Sudut

Kalian sudah banyak mempelajari besaran-besaran yang analog antara besaran linier (gerak translasi) dengan besaran sudut (gerak rotasi). Analogi ini juga berlaku pada momentum. Pada gerak translasi benda memiliki momentum linier sedangkan pada gerak rotasi ada momentum sudut. Definisinya dapat dilihat pada persamaan berikut.

Kekekalan momentum sudut

Momentum sudut memiliki hubungan dengan momen gaya. Masih ingat impuls dan momentum linier. Hubungan itu juga berlaku pada gerak rotasi. Hubungannya menjadi :

Perumusan ini dapat memenuhi hubungan deferensial juga.

Jika benda yang bergerak tidak bekerja gaya (impuls) maka momentumnya akan kekal. Konsep ini juga berlaku pada gerak rotasi. Perhatikan penjelasan berikut!

Jika pada benda yang berotasi tidak bekerja momen gaya (Στ  =  0) maka pada gerak benda itu akan terjadi kekekalan momentum sudut.

berarti L =  konstan, jadi berlaku

 

 

 

http://konten-fisika.blogspot.com

 

Benda yang melakukan gerak lurus mempunyai momentum yang dapat dihitung menggunakan rumus :
p = m v
Keterangan :
p = momentum (satuan internasionalnya adalah kilogram meter / sekon, disingkat kg m/s)
m = massa (satuan internasionalnya adalah kilogram, disingkat kg)
v = kecepatan (satuan internasionalnya adalah meter / sekon, disingkat m/s)
Besaran fisika pada gerak rotasi yang identik dengan massa (m) pada gerak lurus adalah momen inersia (I). Besaran fisika pada gerak rotasi yang identik dengan kecepatan (v) pada gerak lurus adalah kecepatan sudut. Dengan demikian, benda yang bergerak rotasi mempunyai momentum yang dapat dihitung menggunakan rumus :
 

Contoh soal
1. Partikel mempunyai momen inersia 2 kg m² bergerak rotasi dengan kecepatan sudut sebesar 2 rad/s. Tentukan momentum sudut partikel!
Pembahasan
Diketahui :
Momen inersia partikel = 2 kg m²
Kecepatan sudut = 2 rad/s
Ditanya : momentum sudut partikel!
Jawab :
Rumus momentum sudut :
 

2. Partikel bermassa 1 kg berotasi dengan kelajuan sudut 2 rad/s. Jari-jari lintasan partikel adalah 2 meter. Tentukan momentum sudut partikel!
Pembahasan
Diketahui :
Massa partikel (m) = 1 kg
Kelajuan sudut partikel = 2 rad/s
Jari-jari lintasan partikel (r) = 2 meter
Ditanya : Momentum sudut partikel ?
Jawab :

 

http://gurumuda.net