1. Bahan Ajar Fisika SMA Kelas XI Semester Genap 1
Created by Rizki Donhery, S. Pd. / NIP. 19850524 200901 1 002
A. IDENTITAS
Mata Pelajaran : Fisika
Kelas/Semester : XI/Ganjil
Pertemuan ke- : 7 – 8
Alokasi Waktu : 5 x 45 menit
B. STANDAR KOMPETENSI
2. Menerapkan konsep dan prinsip mekanika klasik sistem kontinu dalam menyelesaikan masalah
C. KOMPETENSI DASAR
2.1 Memformulasikan hubungan antara konsep torsi, momentum sudut, dan momen inersia berdasarkan
hukum II Newton serta penerapannya dalam masalah benda tegar
D. INDIKATOR
1. Kognitif
Memformulasikan hukum kekekalan momentum sudut pada gerak rotasi
2. Psikomotor
Mempresentasikan pemecahan masalah energi kinetik dan momentum sudut
3. Afektif
Menerapkan perilaku berkarakter Disiplin, Tanggung Jawab, Kreatif, dan Kerja Keras
E. MATERI AJAR
1. Energi Kinetik
Sebuah benda yang bergerak rotasi juga memiliki 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.
Energi kinetik translasi:
Energi kinetik rotasi:
Besar energi kinetik rotasi diturunkan dari energi kinetik translasi dengan cara mengganti v dengan ωR.
Dengan mengganti mR2
dengan I diperoleh persamaan
Untuk gerak menggelinding:
sehingga
Benda yang menggelinding di bidang miring dapat ditentukan kelajuannya setiba di dasar bidang
miring dengan menerapkan hukum kekekalan energi mekanik, yaitu:
Energi Kinetik dan Momentum SudutHandout 4

2. Bahan Ajar Fisika SMA Kelas XI Semester Genap 2
Created by Rizki Donhery, S. Pd. / NIP. 19850524 200901 1 002
dengan k = konstanta inersia benda pejal
2. Momentum Sudut
Ananda 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 (anguler).
Untuk sistem partikel, dimana jari-jari benda yang melakukan gerak rotasi jauh lebih kecil
dibandingkan dengan jarak benda itu terhadap sumbu rotasi r, maka momentum sudut merupakan
hasil perkalian antara momentum linier dengan jarak.
Momentum sudut (L):
Ananda sudah mempelajari bahwa momentum linier adalah
Sehingga arah L
arah rotasi
diperoleh persamaan momentum sudut untuk benda pejal sebagai
Satuan momentum sudut = kg m2
s-1
Gambar 12. Arah Momentum Sudut
Ananda masih ingat hubungan impuls dengan momentum linier?
Momentum sudut memiliki hubungan dengan momen gaya. Hubungan itu juga berlaku pada gerak
rotasi yaitu:
Ananda masih ingat hukum kekekalan momentum pada bab sebelum ini? Tentu masih ingat ya...
Jika pada benda yang bergerak tidak bekerja gaya (impuls) maka momentumnya akan kekal. Konsep ini
juga berlaku pada gerak rotasi. Jika pada benda yang berotasi tidak bekerja momen gaya (Στ = 0),
maka pada gerak benda itu berlaku hukum kekekalan momentum sudut.
dimana
Berdasarkan persamaan:
Jika I besar maka ω kecil, sebaliknya Jika I kecil maka ω besar.
HKMS dapat diterapkan pada dua atau lebih benda pejal yang diputar sekaligus, penari balet, pemain
es skating, pemain sirkus, dan peloncat indah.

3. Bahan Ajar Fisika SMA Kelas XI Semester Genap 3
Created by Rizki Donhery, S. Pd. / NIP. 19850524 200901 1 002
F. CONTOH SOAL
1. Sebuah bola berongga memiliki massa 600 gr dan jari-jari 5 cm. Bola tersebut menggelinding dengan
kecepatan linier 10 m/s. Tentukan energi kinetik total bola tersebut.
2. Seorang penari sepatu es memiliki momen inersia 4 kgm2
ketika kedua lengannya terentang dan
1,2 kgm2
ketika kedua lengannya merapat ke tubuhnya. Penari mulai berputar pada kelajuan 1,8 rad/s
ketika kedua lengannya terentang. Berapa kelajuan sudut ketika kedua lengannya merapat ke
tubuhnya?
G. LATIHAN
1. Roda yang berupa silinder pejal massanya 3 kg dan jari-jari 20 cm. Roda tersebut menggelinding
dengan kecepatan sudut 100 rad/s. Tentukan energi kinetik total gerak roda tersebut.
2. Sebuah silinder pejal menggelinding dari keadaan diam menuruni bidang miring yang tingginya 15 m.
Berapakah kelajuan linear silinder ketika sampai di dasar bidang miring?
3. Tiga partikel A, B, dan C dengan massa berturut-turut 2 kg, 3 kg, dan 5 kg diputar pada poros B seperti
gambar.
A
10 cm
B 20 cm C
Jika kecepatan gerak partikel A = 15 m/s dan partikel C = 8 m/s, Hitunglah momentum sudut total
yang dihasilkan sistem.
4. Sebuah bola pejal bermassa 0,5 kg dan jari-jari 20 cm berotasi dengan kecepatan sudut 15 rad/s.
Berapakah momentum sudut bola tersebut?
5. Silinder A bermassa 2 kg sedang berotasi dengan kecepatan sudut 60 rad/s. Kemudian ada silinder B
yang berjari-jari sama dan massa 3 kg digabungkan pada silinder A dengan poros sama. Tentukan
kecepatan sudut gabungan silinder tersebut.
H. RUJUKAN
Giancoli. 2001. Fisika Jilid 1 (Terjemahan). Jakarta: Erlangga
Tipler. 2001. Fisika untuk Sains dan Teknik (Terjemahan). Jakarta: Erlangga