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 a_x = 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.

       Surya.Yohanes,www.yohanessurya.com/download/pemlu/Asyikfisika08.pdf,tanggal akses :10-12-2011.

       Young & Freedman.Fisika Universitas.Jakarta : Erlangga,2000.

       Buku Penuntun Praktikum Fisika Dasar . Universitas Pakuan. Bogor