PRAKTIKUM FISIKA
DINAMIKA ROTASI
GERAK MENGGELINDING
DISUSUN OLEH KELOMPOK 1
NAMA KELOMPOK:
1) ARDI
SEPTA PRIAMBUDI
2) CICILIA
HABIBAH
3) HARISA
HUDARAKHMADINI
4) IRHAMNA
TOFA AN NUR
5) M.SIFA’UL
QULUB
6) SHELLA
NASYIATUL A.
7) SIFTA
BARIATU N.
8) ZAHROTUL
JANNAH
SMA NEGERI 1 GONDANG
Jln. Raya Pugeran 61 Gondang Telp.
(0321) 510314
Mojokerto
TAHUN AJARAN
2014-2015
I.
JUDUL :
Perbandingan Kelajuan Meluncur dan Menggelinding.
II.
TUJUAN
:
Membandingkan antara kelajuan meluncur dan
menggelinding sebuah benda silinder.
III.
DASAR TEORI:
Gerak menggelinding
(Rolling) merupakan kombinasi antara gerak rotasi dan gerak translasi. Selama
bergerak pada permukaan, benda akan berotasi dan sekaligus bergerak secara
translasi. Pembahasan gerak menggelinding dapat dilakukan dengan 2 cara, yaitu
dengan teori prinsip dinamika dan teori prinsip energi. Cara yang kedua lebih sederhana dari pada cara yang pertama.
1. Gerak Menggelinding Cara Dinamika
Sebuah roda
bergerak kekanan dengan kecepatan linier V pada permukaan mendatar tanpa
mengalami slip. Sehingga roda bergerak kekanan sambil berputar dengan kecepatan
anguler ω. Bila roda bergerak kekanan sehingga membuat satu putaran, maka sumbunya telah bergerak sejauh sama
dengan keliling roda tersebut, besarnya:
Bila roda menggelinding dengan kecepatan sudut tetap (ω)
dan bergerak kekanan dengan kecepatan linier tetap (v) dan selang waktu yang
dibutuhkan untuk satu putaran adalah t, maka besarnya:
Bila
silinder bergerak dari keadaan diam dan menggelinding dengan percepatan sudut
tetap (α) dan percepatan linier yang tetap pula (a) dan selang waktunya untuk
satu putaran t, maka besarnya:
Misal suatu
suatu roda menuruni bidang miring tanpa slip tentukan percepatan pusat massa
roda itu.
Penyelesaian:
Menurut hukum Newton II :
Sedangkan ax = αR
dan Io = ½ mR2 , selanjutnya diperoleh:
Besarnya
percepatan ini lebih kecil dari pada roda yang menuruni bidang miring dengan
tanpa gesekan, yaitu:
IV.
ALAT DAN BAHAN
1.
Bola
tennis
1 buah
2.
Minuman
kaleng 2 buah
3.
Meja 1 buah
V.
CARA KERJA
a.
Ambil sebuah
kaleng minuman kosong dan sebuah kaleng minuman penuh.
b.
Jatuhkan kedua
kaleng minuman tersebut pada sebuah meja yang dimiringkan dalam keadaan jatuh
bebas pada ketinggian yang sama.
c.
Ulangi
percobaan diatas untuk sebuah kaleng berisi penuh minuman dan sebuah bola tenis
d.
Buatlah
perbandingannnya!
VI.
DATA
PENGAMATAN
No
|
Variabel
|
T1
|
T2
|
T3
|
1
|
Kaleng minuman penuh
|
|
|
|
2
|
Kaleng minuman kosong
|
|
|
|
3
|
Bola tenis
|
|
|
|
VII.
PEMBAHASAN
Gerak Menggelinding
Bola yang menggelinding di atas
bidang akan mengalami dua gerakan sekaligus, yaitu rotasi terhadap sumbu bola
dan translasi bidang yang dilalui. Oleh karena itu, benda yang melakukan gerak
menggelinding memiliki persamaan rotasi dan persamaan translasi. Besarnya
energi kinetik yang dimiliki benda mengelinding adalah jumlah energi kinetik
rotasi dan energi kinetik translasi. Anda disini akan mempelajari bola
mengelinding pada bidang datar dan bidang miring
1. Menggelinding pada Bidang Datar
Sebuah silinder pejal bermassa
m dan berjari-jari R menggelinding sepanjang bidang datar
horizontal. Pada silinder diberikan gaya sebesar F. Berapakah
percepatan silinder tersebut jika silider menggelinding tanpa selip?
Jika silinder bergulir tanpa selip, maka silinder tersebut
bergerak secara translasi dan rotasi. Pada kedua macam gerak tersebut berlaku
persamaan-persamaan berikut.
• Untuk gerak translasi berlaku
persamaan
F –
f = m a dan N – m g = 0
Untuk gerak rotasi berlaku persamaan
τ= I x α
Karena silinder bergulir tanpa
selip, maka harus ada gaya gesekan.
Besarnya gaya gesekan pada sistem ini adalah sebagai berikut
Jika disubstitusikan ke dalam
persamaan F – f = m a, maka persamaanya
2. Menggelinding pada Bidang Miring
Gerak translasi diperoleh dengan mengasumsikan semua gaya luar
Bekerja di pusat massa silinder.
Menurut hukum Newton:
a. Persamaan gerak dalam arah normal adalah N – mg cos Θ = 0.
b. Persamaan gerak sepanjang bidang miring adalah mg sin Θ – f = ma.
c. Gerak rotasi terhadap pusat massanya τ= I x α .
Gaya normal N dan gaya berat mg tidak dapat menimbulkan rotasi
terhadap titik O. Hal ini disebabkan garis kerja gaya melalui titik O, sehingga
lengan momennya sama dengan nol. Persamaan yang berlaku adalah sebagai
berikut.
sedangkan untuk rumus kecepatan
benda di dasar bidang miring setelah menggelinding adalah sebagaiberikut.
VIII.
DAFTAR
PUSTAKA
Giancoli,
Douglas C., 2001, Fisika Jilid I (terjemahan), Jakarta :
Penerbit Erlangga
Halliday
dan Resnick, 1991, Fisika Jilid I, Terjemahan, Jakarta :
Penerbit Erlangga
Young,
Hugh D. & Freedman, Roger A., 2002, Fisika Universitas
(terjemahan),Jakarta : Penerbit Erlangga
Tipler, Paul A. 1991. Fisika Untuk Sains dan Teknik. Erlangga.
Jakarta
Darmadi. Djarot B, diktat statistika struktur I.Malang : pdf, Agustus 2003.
Meriam.J.L. dan L.G. Kraige.Mekanika
Teknik Edisi Kedua Statika Jilid I Versi SI.Jakarta : 2007.
Young & Freedman.Fisika
Universitas.Jakarta : Erlangga,2000.
Buku Penuntun Praktikum Fisika Dasar
. Universitas Pakuan. Bogor