Langsung ke konten utama

ENERGI KINETIK DALAM GABUNGAN GERAK ROTASI DAN TRANSLASI

 Energi yang banyak dibahas pada gerak rotasi diantaranya adalah energi kinetik. Energi kinetik merupakan energi yang dimiliki oleh benda yang bergerak baik secara translasi maupun rotasi. Pada gerak translasi kita menemukan energi kinetik yang muncul dipengaruhi oleh dua besaran fisika yaitu massa dan kecepatan translasi benda. Energi kinetik translasi dinyatakan dengan persamaan

rumus-energi-kinetik

dengan
m = massa (kg)
v = kecepatan (m/s)

Analogi dengan gerak translasi, energi kinetik pada gerak rotasi dipengaruhi oleh besaran yang analogi dengan besaran yang berpengaruh pada gerak rotasi. Massa (m) analogi dengan momen inersia (I) dan kecepatan translasi (v) analogi dengan kecepatan sudut (ω). Secara matematis energi kinetik rotasi dinyatakan denngan persamaan

rumus-energi-kinetik-rotasi

dengan
I = momen inersia (kgm²)
ω = kecepatan sudut (rad/s)

Benda Menggelinding, Meluncur, dan Slip

Penggunaan persamaan energi kinetik pada pemecahan masalah fisika biasanya dibedakan dengan dua kasus keadaan benda, yaitu benda menggelinding dan benda yang meluncur. Benda yang menggelinding adalah benda yang berotasi pada pada sebuah bidang sehingga benda mengalami gerak translasi. Biasanya benda yang menggelinding berotasi memeliki bentuk permukaan lingkaran dan bergerak di bidang yang kasar. Contohnya adalah ban yang menggelinding di jalan aspal.

Pada saat benda menggelinding benda mengalami dua jenis gerak yaitu benda bergerak rtasi dan juga gerak translasi sehingga energi kinetik yang dimiliki benda tersebut terdiri dari energi kinetik translasi dan energi kinetik rotasi sehingga energi kinetik total benda memenuhi persamaan

penjumlahan-energi-kinetik-total

Berbeda dengan gerak menggelinding, gerak meluncur hanya terdiri dari gerak translasi saja hal ini biasanya terjadi karena benda yang tidak tidak mampu berotasi dan hanya mengalami gerak translasi walaupun bentuk benda memiliki bentuk luasan permukaan lingkaran. Contohnya ban sepeda yang direm dan tergelincir di jalan yang licin. Pada keadaan ini benda hanya memiliki energi kinetik translasi saja. Sehingga berlaku persamaan

Untuk benda yang mengalami slip, gerak yang terjadi adalah gerak rotasi saja tanpa mengalami gerak translasi. Biasanya terjadi akibat bidang permukaan yang licin. Contohnya adalah ban kendaraan yang slip jalan tanah yang licin. Dengan demikian besar energi kinetik rotasi yang dimiliki benda hanyalah energi kinetik rotasi saja seperti pada persamaan

EKtotal = ½Iω²

Contoh soal

1. Sebuah silinder pejal memiliki massa 5 kg dengan diameter 20 cm menggelinding tanpa slip pada bidang datar dengan kecepatan translasi 4 m/s. Tentukanlah

a. Energi kinetik translasi
b. Energi kinetik rotasi
c. Energi kinetik total

Penyelesaian

Dari soal dapat kita ketahui bahwa m = 5 kg dan d = 20 cm, sehingga r = 10 cm =10-1 m, v = 4 m/s

a. Energi kinetik translasi

Persamaan untuk energi kinetik translasi menyatakan

energi-kinetik-translasi

b. Energi kinetik rotasi

Untuk mengetahui nilai energi kinetik rotasi kita perlu mengetahui terlebih dahulu nilai kecepatan sudut dan meomen inersia dari silinder pejal
Kecepatan sudut:

kecepatan sudut

Momen inersia silinder pejal:

momen-inersia-silinderpejal

Setelah itu baru kita hitung nilai energi kinetik rotasi silinder pejal dengan menggunakan persamaan

c. Energi kinetik total

Pada silinder pejal ini benda menggelinding tanpa slip berarti benda mengalami gerak rotasi dan gerak translasi sehingga energi kinetik total silinder adalah

2. Sebuah silinder berongga dan bola pejal menggelinding secara bersamaan pada bidang datar dengan kecepatan yang sama. Kedua benda memiliki massa yang sama dengan perbandingan jari-jari silinder terhadap bola 3:2. Berapakan perbandingan energi total pada kedua benda tersebut

Penyelesaian

Pada kasus ini massa kedua bola sama sehingga ms = mB. Sedangkan perbandingan jari-jari keduanya adalah RS/RB = 3/2. Perbandingan energi total pada kedua benda tersebut adalah

Momen inersia pada silinder berongga memiliki nilai

sedangkan bola pejal memiliki momen inersia

Kedua boloa memiliki kecepatan translasi yang sama, tetapi memiliki kecepatan sudut yang berbeda. Kecepatan sudut setiap benda dinyatakan dengan persamaan ω = v/R. Perbandingan energi kinetik total untuk setiap benda dapat dikembangkan menjadi

Komentar

Postingan populer dari blog ini

ENSIKLOPEDI BIOLOGI, DARI KINGDOM HINGGA SPESIES

0.    VIRUS 1.        DUNIA BAKTERI (BACTERIA/MONERA)          1.1 Grup Proteobacteria                   1.1.1 Sub grup P. Alfa (ex. Rhizobium/Bakteri bintil akar tumbuhan kacang)                    1.1.2 Sub grup P. Beta (ex. Nitrosomonas/pendaur ulang amonium mnjadi nitrit)                    1.1.3 Sub grup P. Gamma (ex. Thiomargarita namibensis, Legionella, Salmonella, Vibrio                                cholerae, Escherichia coli)                    1.1.4 Sub grup P. Delta (ex. Bdellovibrio bacteriophorus)                    1.1.5 Sub grup P. Epsilon (ex. Campylobacter, Helicobacter pylori)          1.2 Grup Chlamydia (ex. Chlamydia trachomatis)          1.3 Grup Spirocheta (ex. Treponema pallidum, Borrelia burgdorferi, Leptospira)          1.4 Grup Cyanobacteria ( ex. Oscilllatoria)           1.5 Grup Bakteri Gram Positif (ex. Streptomyces, Bacilus anthracis, Clostridium botulinum) 2.        DUNIA PROTISTA         2.1 Supergrup Excavata                2.1.1 Grup Diplomonad

CONTOH LAPORAN KEGIATAN PROMOSI SMA

LAPORAN PERTANGGUNGJAWABAN KEGIATAN PROMOSI SEKOLAH DALAM RANGKA PENERIMAAN PESERTA DIDIK (PPD) DISUSUN OLEH: TIM PROMOSI SEKOLAH (TPS) SMA PANCASILA 3 PARANGGUPITO 2011 KATA PENGANTAR Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas terselenggaranya kegiatan promosi dan penyusunan laporan ini hingga semua itu dapat terlaksana dengan baik tanpa ada hambatan yang berarti. Jika tanpa bantuan-Nya mustahil semua ini dapat terlaksana. Kami selaku tim promosi sekolah(TPS) telah melakukan tugas kami yaitu melakukan beberapa kegiatan promosi dan dengan menggunakan beberapa media dalam pelaksanaannya. Diantara kegiatan dan media tersebut adalah ; kegiatan sosialisasi ; pembuatan spanduk ; penyebaran pumflet(selebaran) ; penyebaran angket minat siswa serta publikasi lewat media internet seperti facebook dan blog dimana hal ini masih terus kita lakukan. Semua kegiatan tersebut kiranya perlu untuk kami lakukan demi meningkatkan minat siswa lulusan SMP atau sederajat untuk terterik berseko