Dokumen ini membahas tentang dinamika rotasi dan kesetimbangan benda tegar. Materi yang diajarkan mencakup momen/torsi yang mempengaruhi gerak rotasi suatu benda, analogi hukum II Newton untuk gerak translasi dan rotasi, rumusan momen inersia untuk berbagai bentuk benda, hukum kekekalan momentum sudut, dan analisis masalah dinamika rotasi dan gerak menggelinding. Konsep-konsep tersebut dijelaskan beserta contoh soal

1. Dinamika Rotasi dan
Kesetimbangan Benda Tegar
FISIKA Kelas XI Semester 1
Dwi Wahyuningsih, M.Sc

2. Kemampuan apa yang akan
kalian pelajari di Bab ini?
 Memformulasikan pengaruh momen/torsi pada
sebuah benda dalam kaitannya dengan gerak rotasi
benda tersebut.
 Mengungkap analogi Hukum II Newton tentang
gerak translasi dan rotasi.
 Memformulasikan momen inersia untuk berbagai
bentuk benda tegar.
 Memformulasikan hukum kekekalan momentum
sudut pada gerak rotasi.
 Menganalisis masalah dinamika rotasi benda tegar
untuk berbagai keadaan.
 Menganalisis gerak menggelinding tanpa slip.

3. Benda Tegar (Rigid Body)
 Dalam dinamika partikel, benda
dianggap suatu titik materi (ukuran
benda diabaikan).
 Akibatnya, gaya-gaya yang bekerja
pada benda hanya mungkin
menimbulkan gerak translasi.
 Dalam dinamika benda tegar, ukuran
benda diperhitungkan, sehingga gaya-
gaya yang bekerja dapat
menyebabkan gerak translasi dan
rotasi terhadap suatu poros.
Gambar 1. Tim akrobatik wanita China
mempertahankan keseimbangan agar
tidak jatuh.
Sumber: en.wuqiaoren.com

4. Ayo Cek Kemampuan Kalian!
m1
m2
1. Masih ingatkah kalian dengan energi mekanik dan
hukum kekekalan energi mekanik?
1. Gambarlah diagram gaya pada sistem benda berikut.
katrol
licin
tali
balok
Bidang miring yang kasar
tali
balok

5. Torsi/Momen
Pengertian Torsi
Torsi atau momen gaya, hasil perkalian
antara gaya dengan lengan gaya.
r
Keterangan:
= torsi (Nm)
r = lengan gaya (m)
F = gaya (N)
F

6. Jika gaya F yang bekerja pada
jarak r arahnya tidak tegaklurus
terhadap sumbu rotasi
putar benda maka
besar torsi
pada benda
Fr sin
Keterangan:
= torsi (Nm)
r = lengan gaya (m) F = gaya (N)
= sudut antara gaya dan sumbu rotasi putar

7. Torsi
negatif
Torsi positif
(Fi ri)
i

8. Momen Inersia
Momen Inersia Partikel
Momen inersia,sebuah partikel
bermassa m yang
melakukan gerak rotasi atau
gerak orbital pada jari-jari lintasan r
adalah
I= mr2
Keterangan:
I = momen inersia (kgm2)
m = massa partikel (kg) r = jari-jari lintasan (m)

9. Hubungan langsung antara
percepatan sudut
dengan torsi yang diberikan adalah
I
Keterangan:
τ = torsi (Nm)
α = percepatan sudut (rad/s2)

10. Momen Inersia Benda Tegar
Benda tegar, benda yang tidak mengalami perubahan
bentukatau volumeakibat bekerjanya gaya pada
benda tersebut.
Momen Inersia Beberapa Benda

13. LATIHAN SOAL
1. Tentukan momen inersia bola pejal (padat) bermassa 20 kg dan berjari-jari
0,1 meter, jika sumbu rotasi berada di pusat bola!
2. Pelat pejal segiempat bermassa 2 kg, panjang 0,5 meter dan lebar 0,2
meter. Tentukan momen inersia pelat pejal jika sumbu rotasi berada di pusat
pelat!

14. TUGAS
Kerjakan soal di buku intan pariwara hal 11 soal nomor 4,5,6
dan 7!