Contoh momen gaya dan momen inersia dalam kehidupan sehari-hari

Contoh penerapan momen inersia dalam kehidupan sehari-hari yaitu pada gasing yang berputar dengan simbang, karena telah didesain dengan sedemikian rupa sehingga massa gasing tepat berada ditenga-tengah gasing. Contoh lain penerapan momen inersia pada roda sepeda yang berputar. Gerakan berputar seorang penari balet juga termasuk contoh penerapan momen inersia.

Pembahasan

Inersia adalah kecenderungan benda untuk tetap bergerak atau tetap diam. Momen inersia merupakan ukuran kecenderungan benda untuk berotasi pada porosnya. Momen inersia sesuai dengan hukum 1 Newton. Sehingga hukum 1 Newton disebut juga dengan hukum inersia ataupun hukum kelembaman. Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi momen inersia, yaitu sebagai berikut:

1. Momen inersia dipengaruhi oleh massa benda atau sebuah partikel.
2. Momen inersia dipengaruhi oleh geometri suatu benda (bentuk).
3. Momen inersia dipengaruhi oleh letak sumbu putar pada benda.
4. Momen inersia dipengaruhi oleh jarak ke sumbu putar suatu benda (lengan momen).

Pelajari lebih lanjut

Detil jawaban

Kelas: 10

Mapel: Fisika

Bab: Hukum Newton 1 (Gerak)

Kode: 10.6.6

#AyoBelajar

Jakarta:  Pernahkah Sobat Medcom naik roller coaster saat berkunjung ke taman bermain? Wahana yang berbentuk bak kereta ini rupanya merupakan salah satu contoh penerapan momen inersia di dalam kehidupan sehari-hari yang sering ada di mata pelajaran Fisika di sekolah.  Dikutip dari laman Akupintar, momen inersia adalah ukuran kelembaman atau sifat materi yang menentang atau menghambat perubahan momentum atau keadaan gerak benda bersangkutan atau kondisi di mana suatu benda berputar pada porosnya. Hukum ini memiliki konsep dasar yang sama dengan Hukum I Newton, di mana benda memiliki kecenderungan untuk mempertahankan keadaannya. 

Besaran momen inersia dipengaruhi beberapa faktor, yaitu massa benda, letak sumbu putar, dan jarak ujung lengan ke sumbu putar benda (lengan momen). Semakin jauh posisi massa benda ke pusat rotasi, semakin besar momen inersia yang berimbas pada sulit bergeraknya benda tersebut.

Bagaimana tanggapan anda mengenai artikel ini?

I=Ipm+md2

Menyambung pembahasan di awal, salah satu contoh penerapan momen inersia dalam kehidupan ialah pada roller coaster. Selain itu, masih ada sejumlah benda maupun kegiatan yang menerapkan konsep dari hukum ini. 

Kemudian, gasing dihentakkan. Bersamaan dengan itu, tali yang melilit gasing ditarik sehingga mainan ini berputar pada porosnya dan sesuai arah jalannya.

Ini bertujuan untuk mencegah terjadinya sesuatu yang tidak diinginkan. Seperti, getaran berlebih pada mesin yang bisa berakibat pada pecahnya tabung lain. 

Ketika pemain ski menarik tangannya ke dalam arah badan, momen inersia terhadap sumbu vertikal berkurang. Lantaran momentum angularnya L = I.ω harus tetap konstan, bila I berkurang, kecepatan angular ω bertambah, maka pemain itu akan berputar dengan laju yang lebih cepat.

Jaw crusher bekerja dengan mengandalkan kekuatan motor. Melalui roda motor, poros eksentrik digerakkan oleh sabuk segitiga dan slot wheel untuk membuat jaw plate bergerak seirama.

Oleh karena itu, material dalam rongga penghancuran yang terdiri dari jaw plate, jaw plate yang bergerak, serta side-lee board dapat dihancurkan dan diberhentikan melalui pembukaan pemakaian.

Baca juga: Mengenal Momentum dan Impuls: Konsep, Rumus, Contoh Soal

Itulah lima contoh penerapan momen inersia dalam kehidupan. Termasuk, pembahasan mengenai konsep dan rumus dari momen inersia itu sendiri. (Nurisma Rahmatika)

(CEU)

Sobat, coba perhatikan wahana di atas! Wahana tersebut tentunya menerapkan fisika khususnya momen inersia. Selain berfungsi untuk memahami soal-soal fisika di kelas 11, momen inersia juga banyak sekali manfaatnya loh. Artikel ini akan membahas tentang definisi momen inersia, satuan momen inersia, rumus momen inersia, dan penerapan momen inersia di kehidupan sehari-hari.

DEFINISI MOMEN INERSIA

Pada hukum I Newton kita mengenal istilah hukum kelembaman/inersia. Memiliki konsep dasar yang sama, dalam hukum inersia, benda memiliki kecenderungan untuk mempertahankan keadaanya, baik itu bergerak atau diam. Semakin benda tersebut susah bergerak maka momen inersianya semakin besar.

Momen diartikan sebagai gaya yang merupakan hasil kali antara gaya dengan momen lengannya. Jadi, Momen Inersia adalah ukuran kelembaman suatu benda untuk berputar pada porosnya. Semakin jauh posisi massa benda ke pusat rotasinya semakin besar momen inersia benda tersebut. Momen inersia atau massa angular menentukan torsi yang dibutuhkan untuk memberikan percepatan angular pada benda. Besarnya momen inersia dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu massa benda, letak sumbu putar, jarak ujung lengan ke sumbu putar benda (lengan momen).

RUMUS DAN SATUAN MOMEN INERSIA

Momen inersia dilambangkan dengan I mempunyai titik partikel yaitu massa (m) yang melakukan gerak rotasi pada sumbu sejauh jari-jari (r). Jadi, momen inersia dapat diartikan sebagai hasil kali massa suatu partikel dengan kuadrat jari-jari dari sumbu. Secara matematis, momen inersia dapat dituliskan:

I=m x R2

Dengan m adalah massa partikel (kg), R merupakan jari-jari ke sumbu putar (m), sehingga satuan momen inersia adalah kg.m2.

Momen Inersia Benda Titik (Partikel)

Suatu benda dianggap terdiri dari partikel-partikel sangat kecil yang memiliki volume dan massa. Setiap partikel memiliki momen inersianya masing-masing. Saat partikel berjumlah banyak dengan massa (m1, m2, m3, ….., mn) dan jarak partikel ke sumbu rotasi bervariasi (R1, R2, R3, ….., Rn), maka momen inersianya adalah jumlah total dari momen inersia masing-masing partikel.

Momen inersia untuk massa yang memiliki sebaran partikel kontinu

Dari penjelasan uraian di atas, massa dan jari-jari berpengaruh terhadap momen inersia. Semakin besar jari-jari massa benda terhadap sumbu, maka semakin besar momen inersianya. Faktor yang mempengaruhi momen inersia, yaitu sebagai berikut:

1. Momen inersia dipengaruhi oleh massa benda atau sebuah partikel.

2. Momen inersia dipengaruhi oleh geometri suatu benda (bentuk).

3. Momen inersia dipengaruhi oleh letak sumbu putar pada benda.

4. Momen inersia dipengaruhi oleh jarak ke sumbu putar suatu benda (lengan momen)

Momen Inersia Benda Tegar

Benda yang bentuknya teratur telah diketahui rumus momen inersianya pada table di bawah ini,

Kita sudah belajar mengenai momen inersia benda bermassa M dan jarak pusat massa R. Bagaimana jika kita diminta untuk menentukan momen inersia yang sumbu putarnya tidak berada di pusat massa, maka momen inersianya dapat dihitung dengan rumus berikut ini:

Supaya sobat bisa memahami lebih lanjut, yuk kita coba mengerjakan soal Latihan di bawah ini!

1. Tiga buah partikel dengan massa m, 2m, 3m dipasang pada ujung kerangka yang terletak pada bidang xy. Jika sistem diputar terhadap massanya diabaikan, berapa besar momen inersia pada sistem sumbu y?

2. Tentukan momen inersia cakram pejal bermassa 5 kg dan berjari-jari 0,2 meter dimana sumbu rotasi berada di pusat cakram!

PENERAPAN MOMEN INERSIA DALAM KEHIDUPAN

1. Permainan Gasing

Photo by gentinabdanurendra on Pixabay.

Permainan gasing merupakan mainan yang bisa berputar pada poros dan berkesetimbangan pada suatu titik. Untuk memainkan gasing biasanya digunakan tali dari kain (atau bahan lain) yang dililitkan bada badan gasing. Kemudian gasing dihentak sambil tali yang melilit ditarik sehingga gasing berputar pada porosnya dan membiarkan gasing itu berputar sesuai arah jalannya.

2. Permainan Golf

Semakin besar massa dan berat tubuh atlet semakin besar tahanan yang menghambat gerakannya. Inersia dianggap lawan pada saat mulai bergerak dan menjadi kawan pada saat bergerak. Hal ini terjadi juga pada gerakan rotasi.

3. Farmasi

Photo by jarmoluk on Pixabay.

Sentrifugasi dalam melakukan pemisahan campuran bahan kimia. Mesin sentrifugasi memanfaatkan momen inersia dari kesetimbangan antara tabung sentrifugasi untuk memisahkan campuran bahan kimia, karena jika tidak setimbang, maka akan terjadi sesuatu yang tidak diinginkan seperti getaran berlebih pada mesin yang bisa berakibat pada pecahnya tabung yang lain.

4. Bermain Ski Es

Photo by StockSnap on Pixabay.

Karena torsi yang dikerjakan oleh es adalah kecil, momentum angulerpemain ski adalah mendekati konstan. Ketika ia menarik tangannya ke dalam ke arah badannya, momeninersia badannya terhadap sumbu vertikal melalui badannya berkurang. Karena momentum angularnyaL = I.ωharus tetap konstan, bilaIberkurang, kecepatan angularnyaωbertambah; artinya, ia berputardengan laju yang lebih cepat.

5. Jaw Crusher pada Industri

Photo by StockSnap on Pixabay.

Jaw Crushersendiri dipakai secara luas pada industri pertambangan, industri metal, konstruksi, pembangunan jalan tol, pembangunan rel kereta dan industri kimia. Jaw Crusher bekerja mengandalkan kekuatan motor. Melalui roda motor, poros eksentrik digerakkan oleh sabuk segitiga dan slot wheel untuk membuat jaw plate bergerak seirama. Oleh karena itu, material dalam rongga penghancuran yang terdiri dari jaw plate, jaw plate yang bergerak dan side-lee board dapat dihancurkan dan diberhentikan melalui pembukaan pemakaian.