Dokumen ini memberikan bahan ajar tentang dinamika rotasi untuk fisika SMA kelas XI semester genap. Materi pelajaran meliputi hukum II Newton untuk gerak rotasi, sistem benda yang mengalami translasi dan rotasi secara bersamaan, gerak menggelinding yang melibatkan translasi dan rotasi, serta contoh soal dan latihan untuk menerapkan konsep-konsep tersebut dalam menyelesaikan masalah. Dokumen ini juga memberikan referensi buku yang dig

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- : 5 – 6
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
Menerapkan hukum II Newton tentang gerak rotasi
2. Psikomotor
Mempresentasikan pemecahan masalah dinamika rotasi benda tegar
3. Afektif
Menerapkan perilaku berkarakter Disiplin, Tanggung Jawab, Kreatif, dan Kerja Keras
E. MATERI AJAR
Ananda sudah belajar tentang keadaan benda yang memiliki resultan momen gaya nol, yaitu bendanya
akan setimbang rotasi. Bagaimana jika resultan tidak nol? Jawabannya harus ananda hubungkan dengan
hukum II Newton.
Di kelas X, ananda telah mempelajari hukum II Newton untuk gerak translasi. Jika benda dipengaruhi gaya
yang tidak nol maka benda itu akan mengalami percepatan.
Gambar 8. Momen gaya dapat menyebabkan gerak rotasi dipercepat
Hukum II Newton pada gerak translasi dan rotasi:
Gerak Translasi:
Gerak Rotasi:
Berdasarkan Gambar 8 diperoleh hubungan
Hukum II Newton tentang gerak rotasi dapat diterapkan pada sistem benda dan gerak menggelinding.
Dinamika Rotasi Benda TegarHandout 3
α
O
R
F

2. Bahan Ajar Fisika SMA Kelas XI Semester Genap 2
Created by Rizki Donhery, S. Pd. / NIP. 19850524 200901 1 002
1. Sistem Benda
Sistem benda adalah gabungan beberapa benda yang mengalami gerak secara bersama-sama. Sistem
benda dapat merupakan gabungan gerak translasi dan rotasi. Contohnya adalah sistem katrol dengan
massa tidak diabaikan.
Tinjau gerak sistem benda pada Gambar 9 berikut ini.
Gambar 9. Sistem Benda
Balok 1 (besar) dihubungkan dengan balok 2 (kecil) melalui seutas tali dan katrol berjari-jari R yang
massanya mk (tidak diabaikan).
Balok 1 mengalami gerak translasi
Balok 2 mengalami gerak translasi
Katrol mengalami gerak rotasi
2. Gerak Menggelinding
Ananda tentu sudah mengenal kata menggelinding, bahkan mungkin pernah jatuh dan menggelinding.
Benda menggelinding adalah benda yang mengalami dua gerak langsung yaitu translasi dan rotasi.
Contohnya seperti gerak roda sepeda, motor atau mobil yang berjalan. Selain berotasi roda juga
bergerak translasi (lurus).
Tinjau gerak sebuah silinder pejal bermassa m dan berjari-jari R yang menggelinding sepanjang bidang
datar horizontal. Pada silinder diberikan gaya sebesar F. Berapakah percepatan silinder tersebut jika
silinder menggelinding tanpa slip?
Gambar 10. Silinder Pejal Menggelinding di Bidang Datar
Jika silinder menggelinding tanpa slip, berarti silinder tersebut bergerak secara rotasi dan translasi
serta memiliki gaya gesekan.

3. Bahan Ajar Fisika SMA Kelas XI Semester Genap 3
Created by Rizki Donhery, S. Pd. / NIP. 19850524 200901 1 002
Rotasi: Translasi:
Bagaimana kalau silinder menggelinding di bidang miring?
Gambar 11. Silinder Pejal Menggelinding di Bidang Miring
Rotasi: Translasi:
F. CONTOH SOAL
1. Pada sistem katrol diketahui mA = 4 kg mB = 2 kg dan massa katrol 3 kg. Jari-jari katrol 5 cm (katrol
dianggap sebagai silinder pejal) dan g = 10 m/s2
. Tentukan percepatan sistem, percepatan sudut katrol
dan tegangan talinya jika sistem bendanya seperti pada gambar.
A
B
2. Sebuah tali dililitkan pada yoyo (silinder pejal) kemudian digantung seperti gambar.
Jika yoyo dilepaskan maka akan bergerak sama dengan gerak melingkar. Massa yoyo 200 gr dan jari-
jari 15 cm. Tentukan percepatan yoyo, percepatan sudut yoyo, dan tegangan tali.

4. Bahan Ajar Fisika SMA Kelas XI Semester Genap 4
Created by Rizki Donhery, S. Pd. / NIP. 19850524 200901 1 002
G. LATIHAN
1. Dua balok mA = 2 kg dan mB = 5 kg dihubungkan dengan tali dan melalui katrol bermassa 1 kg seperti
pada gambar.
A
B
Hitunglah tegangan tali dan percepatan sudut katrol jika jari-jari katrol 5 cm.
2. Balok bermassa m = 4 kg diikat pada ujung tali, sedangkan ujung tali yang lain dililitkan pada katrol
berjari-jari 10 cm dan bermassa M = 2 kg. Tentukan percepatan yang dialami balok.
M
m
3. Pada sistem katrol diketahui m1 = 10 kg m2 = 4 kg dan massa katrol M = 5 kg. Jari-jari katrol 8 cm dan
g = 10 m/s2
. Tentukan percepatan sistem, percepatan sudut katrol dan tegangan talinya jika sistem
bendanya seperti pada gambar.
M
m1
m2
4. Sebuah bola pejal bermassa 10 kg berjari-jari 70 cm menggelinding di atas bidang datar karena dikenai
gaya 14 N. Tentukan momen inersia, percepatan tangensial tepi bola, percepatan sudut bola, gaya
gesekan antara bola dan bidang datar, serta besarnya torsi yang memutar bola.
5. Sebuah bola berongga bermassa 10 kg berjari-jari 10 cm menggelinding di atas bidang miring 370
. Jika
g = 10 m/s2
, tentukan momen inersia bola, percepatan bola, percepatan sudut bola, gaya gesekan
antara bola dengan lantai, serta besarnya torsi yang memutar bola.
H. RUJUKAN
Giancoli. 2001. Fisika Jilid 1 (Terjemahan). Jakarta: Erlangga
Tipler. 2001. Fisika untuk Sains dan Teknik (Terjemahan). Jakarta: Erlangga