Momen Inersia

Hukum Newton yg pertama mengatakan bahwa benda yg bergerak akan condong terus bergerak, & benda yg diam akan cenderung tetap diam. Nah, Inersia ialah kecenderungan sebuah benda supaya tetap mempertahankan keadaannya (tetap bergerak atau tetap membisu) atau biasa dikatakan selaku kelembaman sebuah benda. Oleh alasannya adalah itu Hukum pertama Newton disebut pula sebagai Hukum Inersia atau Hukum Kelembaman. Contohnya adalah benda yg mempunyai inersia yg besar, cenderung untuk sulit bergerak, begitu juga sebaliknya.

Lihat pula materi Wargamasyarakat.org yang lain:

Suhu & Kalor

Tata Surya

Momen atau momen gaya merupakan hasil kali antara gaya dgn lengan momennya. Kaprikornus, Momen Inersia adalah ukuran kelembaman/kecenderungan suatu benda untuk berotasi kepada porosnya. Besarnya momen inersia sebuah benda bergantung kepada beberapa faktor, yakni:

  • Massa benda atau partikel
  • Geometri benda (bentuk)
  • Letak sumbu putar benda
  • Jarak ke sumbu putar benda (lengan momen)

Rumus Momen Inersia

Besarnya momen inersia (I) suatu benda bermassa yg memiliki titik putar pada sumbu yg dimengerti dirumuskan sebagai berikut:

I = mR^2

Dimana, m yaitu massa partikel atau benda (kilogram), & R yakni jarak antara partikel atau elemen massa benda kepada sumbu putar (meter). Untuk benda pejal (padat) dgn geometri yg tak sederhana, besarnya momen inersia dijumlah selaku besar distribusi massa benda dikali jarak sumbu putar. Perhatikan gambar dibawah ini untuk mengetahui lebih jelas gambarannya. Dimensinya dlm Standar Internasional (SI) ialah kg \cdot m^2.

momen inersia - ilustrasi

Untuk benda yg terdiri dr beberapa partikel, maka momen inersianya merupakan jumlah dr semua momen inersia masing-masing partikel. Begitu pula bila sebuah benda mempunyai bentuk yg kompleks atau terdiri dr banyak sekali macam bentuk, maka besar momen inersianya yakni jumlah momen inersia dr tiap pecahan-bagiannya yg dirumuskan selaku berikut:

I = \Sigma m_n R_n^2

I = m_1 R_1^2 + m_2 R_2^2 + \cdots + m_n R_n^2

Dimana, \Sigma merupakan notasi penjumlahan sebanyak n (sebanyak partikel atau pecahan-potongan yg ada).

Untuk benda-benda yg bentuknya terstruktur & sudah diketahui dengan-cara lazim, rumus momen inersianya mampu dilihat pada tabel dibawah ini:

Benda Sumbu Putar Gambar benda Rumus Momen Inersia
Partikel Di sebelah partikel dgn jarak R partikel  I = mR^2
Batang silinder Tepat lewat sentra & tegak lurus batang batang silinder  I = \frac 1  12 mL^2
Batang silinder Melalui ujung batang & tegak lurus batang batang silinder  I = \frac 1  3 mL^2
Silinder pejal Melalui titik sentra silinder momen inersia silinder pejal  I = \frac 1  2 mR^2
Silinder berongga Melalui titik pusat silinder silinder berongga  I =mR^2
Silinder pejal berongga Melalui titik sentra silinder silinder pejal berongga  I = \frac 1  2  m(R_1^2 + R_2^2)
Silinder pejal Melintang kepada titik sentra silinder silinder pejal  I = \frac 1  4 mR^2 + \frac 1  12 mL^2
Bola pejal Tepat melalui titik sentra momen inersia bola pejal  I = \frac 2  5 mR^2
Bola berongga Tepat melalui titik pusat bola berongga  I = \frac 2  3 mR^2
Cincin tipis Melintang terhadap titik pusat cincin cincin tipis  I = \frac 1  2 mR^2
Plat datar Tepat lewat titik pusat plat plat datar  I = \frac 1  12 m(a^2 + b^2)
Kerucut pejal Melalui titik pusat silinder kerucut pejal  I = \frac 3  10 mR^2

Contoh Soal Momen Inersia

Contoh Soal Momen Inersia 1

contoh soal momen inersia

Empat buah partikel yg saling bekerjasama & membentuk satu metode kesatuan dgn konfigurasi mirip gambar diatas. Masing-masing partikel mempunyai berat yg berbeda & jarak antar partikel satu sama lain sebesar R. Tentukan momen inersia sistem diatas kalau:

a. Sistem diputar terhadap sumbu putar A.

b. Sistem diputar terhadap sumbu putar B.

Yuk belajar materi ini juga:

Conjunction

Program Linear

Termokimia

SOLUSI:

Oleh karena tata cara terdiri dr empat partikel yg masing-masing mempunyai berat yg berbeda, maka besar momen inersia metode ialah jumlah dr setiap partikel terhadap sumbu putarnya.

 I = \Sigma m_4 R^2

 I = m_1 R_1^2 + m_2 R_2^2 + m_3 R_3^2 + m_4 R_4^2

a) Sistem diputar kepada sumbu putar A:

Diketahui dr soal,

m1 = m & R1 = 0;

m2 = 2m & R2 = R;

m3 = 3m & R3 = 2R;

m4 = 4m & R4 = 3R.

Sehingga didapat,

I = m_1 R_1^2 + m_2 R_2^2 + m_3 R_3^2 + m_4 R_4^2

I = m (0)^2 + 2m (R)^2 + 3m (2R)^2 + 4m(3R)^2

I = 0 + 2m R^2 + 12mR^2 + 36mR^2

I = 50mR^2

b) Sistem diputar kepada sumbu putar B:

Diketahui dr soal,

m1 = m & R1 = R;

m2 = 2m & R2 = 0;

m3 = 3m & R3 = R;

m4 = 4m & R4 = 2R.

Maka, didapat

I = m_1 R_1^2 + m_2 R_2^2 + m_3 R_3^2 + m_4 R_4^2

I = m (R)^2 + 2m (0)^2 + 3m (R)^2 + 4m(2R)^2

I = m R^2+  0 + 3mR^2 + 16mR^2

I = 20mR^2

Contoh Soal Momen Inersia 2

ilustrasi contoh soal momen inersia

Sebuah benda pejal yg berbentuk mirip kerucut yg melekat pada salah satu ujung silinder diputar dgn sumbu rotasi pada titik pusat silinder seperti yg mampu dilihat pada gambar diatas. Diketahui massa silinder sama dgn massa kerucut yakni sebesar 2 kg, panjang silinder 0,8 meter, & jari-jari silinder 0,1 meter. Tentukan momen inersia benda tersebut.

Pembahasan:

Untuk mempersempit perhitungannya, maka momen inersia tiap geometri benda dihitung terpisah.

I = I_ silinder  + I_ kerucut

I = \frac 2  3 m_sR_2^2 + \frac 3  10  m_kR_k^2

Diketahui dr soal,

ms = 2 kg & Rs = 0,1 m;

m2 = 2 kg & Rk = 0,1 m;

Sehingga didapat besar momen inersia benda:

I = \frac 1  2 (2)(0,1)^2 + \frac 3  10 (2)(0,1^2)

I = 0,01 + \frac 3  5 (0,01)

I = 0,01 + 0,006

I = 0,016 kg \cdot m^2

Kontributor: Ibadurrahman

Mahasiswa S2 Teknik Mesin FT UI

Materi Wargamasyarakat.org yang lain:

  1. Listrik Statis
  2. Elastisitas Fisika
  3. Hukum Newton

  Listrik Dinamis