Name: Dinamika Rotasi
Uploaded: 2023-09-13

Dr. Getbogi Hikmawan, S.Si., M.Si.

Video ini membahas dinamika rotasi dalam fisika dasar 1, terutama mengenai hubungan gerak translasi dan rotasi dengan gaya dan torsi. Dalam analisisnya, penting untuk memperhatikan titik bekerjanya gaya gesek agar dapat menentukan percepatan translasi dan rotasi dari benda. Konsep gaya gesek statis, maksimum, dan kinetis juga dibahas dalam konteks permasalahan dinamika rotasi. Selain itu, penentuan sifat gaya gesek dapat membantu dalam menyelesaikan permasalahan terkait percepatan translasi dan rotasi suatu benda. Perhitungan percepatan translasi, percepatan rotasi, dan gaya gesek menjadi kunci dalam memahami dinamika rotasi secara menyeluruh.

Baik, setelah kinematika hubungan kekekalan energi dari gerak kombinasi antara rotasi dan translasi untuk mendetegar

kita akan masuk ke menu yang paling besarnya yaitu tentang dinamika rotasi yaitu bagaimana gerak translasi dan gerak rotasi

kita hubungkan dengan penyebab geraknya yaitu gaya dan torsi dalam suatu permasalahan.

Misalkan Anda bisa lihat disini permasalahan ada sebuah bola pejal dengan jari-jari R dan masa M besar

berada di atas sebuah permukaan yang kasar dengan mu S dan mu K nya seperti tertera yaitu 0,5 untuk mu S nya, mu K nya 0,3

dan karena dia bola pejal maka disini kita berikan atau Anda bisa cek di tabel yang ada bahwa momen inersianya akan sama dengan 2 per 5 M dikali R kuadrat.

Nah jika kemudian di titik pusat rotasi ya sebuah rotasi disini bola diberikan gaya sebesar F

dimana besar F nya 10 N yang ditanyakan adalah berapa besar percepatan translasi dari benda

dan berapa besar percepatan rotasi dari benda dan berapa besar gaya gesek yang bergerak pada benda.

Nah disini ada satu hal yang kita perlu tambahkan analisisnya dari permasalahan dinamika yang sebelumnya.

Ada beberapa yang sama tapi ada beberapa yang perlu kita tambahkan analisisnya jadi kita cek sekarang.

Pertama kalau Anda masih ingat tentang pembahasan dinamika yang kita lakukan di gerak translasi

sama saja kita gambarkan setiap gaya yang bekerja pada benda ini.

Jadi catatan tambahan adalah sebelumnya kita membahas benda titik artinya dimanapun gambar gaya kita letakkan

gayanya itu tidak masalah karena kita menganggap bendanya adalah benda titik sedangkan kalau ini

kita harus gambar secara presisi dimana gayanya bekerja karena itu akan menyebabkan analisis berbeda terkait dengan torsi nantinya.

Karena kalau Anda ingat torsi itu berkaitan juga dengan jarak antara titik pusat rotasi dengan titik bekerjanya gaya.

Jadi jika Anda harus menggambar gaya pastikan Anda menggambar gaya di titik yang tepat.

Nah disini kalau kita bicara soal gaya gravitasi maka dia bekerja di titik pusat rotasi ya.

Jadi saya tulis disini FG sedangkan gaya normal yang bekerja itu bekerja dari lantai menuju tegak lurus ke atas.

Nah tidak ada gaya lain yang bekerja selain ini sebelum kita membahas gaya gesek ya.

Nah lalu kita tahu disini dia kasar artinya ketika dikasih gaya ke kanan disini F itu gaya eksternal sejajar dengan sumbu X

maka setiap titik pada benda itu akan mengalami gerak translasi ke kanan.

Tapi satu hal titik penting yang akan kita tinjau ini adalah titik bekerjanya gaya gesek

yaitu titik dimana benda itu berinteraksi dengan lantai.

Sebelumnya ketika kita bicara tentang gerak translasi ya kita hanya melihat satu saja ya

benda tersebut berinteraksi secara penuh dengan gaya gesek.

Hanya kalau kita bicara tentang dinamik ke atasnya sekarang

yang kita harus make sure atau istilahnya harus secara ketat melihat yang mana yang mengalami gaya gesek.

Disini yang mengalami gaya gesek itu adalah titik yang berinteraksi dengan lantai sedangkan yang lain itu tidak.

Jadi artinya kita bisa lihat disini karena gaya translasinya adalah ke arah kanan F

maka tentu saja gaya geseknya kita bisa gambarkan dia akan berarah ke arah kiri.

Nah saya kasih F disini karena gaya gesek juga akan punya sifat yang sama seperti

waktu kita membicarakan gaya gesek di sebelumnya dia bisa gaya gesek statis,

Tapi disini agak lebih tricky kita akan cek pelan-pelan.

Sekarang disini jika kita ingin bikin kita bisa bayangkan karena F itu punya tiga jenis

artinya ada tiga kemungkinan gerak yang kita bisa bayangkan.

Jika F sama dengan Fs artinya kalau anda masih ingat maka titik disini

titik yang berkaitan saya kasih nama saja ya biar lebih enak mungkin titik B

ini titik O ini diatas titik A jika kita perlukan tapi yang jelas titik B ini

jika yang bekerja adalah gaya gesek statis artinya titik B ini tepat diam terhadap lantai.

Karena anda masih ingat kalau F sama dengan Fs artinya bendanya itu diam.

Karena diam artinya titik yang lain itu akan bergerak terhadap titik yang diam tersebut

atau kalau anda masih ingat di video sebelumnya terkait gerak menggelinding

artinya semua titik dari benda akan bergerak ke depan dan titik ini diam

artinya dia akan mengalami gerak menggelinding yang sempurna karena titik ini diam.

Kalau anda masih ingat di gerak menggelinding karakteristiknya itu adalah

titik yang berinteraksi dengan lantai itu diam.

Sekarang jika Fs sama dengan Fs Max dia juga diam tapi tepat akan bergerak

artinya kita sering sebut dengan istilah tepat akan selip.

Bentuk geraknya sama seperti ketika Fs sama dengan Fs tapi ya itu adalah

batas dari titik ini diam, dia tetap diam tapi dia sedikit lagi akan bergerak.

Sedangkan jika F kecil sama dengan Fk artinya titik B ini juga bergerak

Tetapi karena kalau anda perhatikan ya misalkan titik B ini kita bandingkan

dengan titik A maka titik A itu hanya mengalami F artinya dia akan punya

percepatan ke arah kanan karena ada F saja.

Sedangkan B dia akan punya percepatan ke arah kanan lebih kecil dibanding

percepatan A karena percepatan ini didapat dari selisi antara F dengan Fk.

Artinya akan ada dua percepatan translasi, yaitu percepatan translasi yang

dialami oleh A dan percepatan translasi yang dialami oleh B.

Nah bedanya apa? Percepatan translasi oleh A itu hanya diberikan di alami oleh bola

untuk mengalami gerak translasi murninya.

Sedangkan percepatan di B itu adalah percepatan translasi yang menyebabkan

gerak rotasi yang berkaitan nantinya dengan gerak rotasi yang dialami oleh bola.

Jika misalnya anda membayangkan kejadian itu terjadi kalau F sama dengan Fk

itu adalah ketika ada roda berjalan atau mobil berjalan di atas lantai yang licin.

Jadi berputar maju juga tapi putarannya itu punya percepatan translasi yang

Seperti yang kita tahu anda masih ingat hubungan antara percepatan ini dengan

percepatan translasi itu adalah adanya R ya.

Tapi disini yang menjadi masalah adalah percepatan A yang menghasilkan alfa

itu bukanlah yang sama seperti di titik A ataupun di titik B.

Yang menghasilkan rotasi itu hanyalah yang ada di titik B.

Artinya rotasinya itu tidak sinkron dengan translasinya makanya putarannya

Nah untuk itu kita harus memanfaatkan sifat yang kita pelajari soal gaya gesek

untuk menentukan apakah Fnya, bagaimana sifat dari Fnya.

Jadi disini langkah yang keduanya adalah kita menggambar F karena

Lalu tentu saja kita bisa gambar pilih sumbu koordinat seperti biasa X dan Y.

Nah selanjutnya adalah kita menentukan jenis Fnya.

Untuk menentukan jenis F kita tahu bahwa kalau kita tinjau ya

sigma Fy sama dengan 0, diam, artinya N sama dengan Fg atau sama dengan Mg.

Sehingga Fs max dari benda ini akan sama dengan mu S dikalikan dengan N

atau sama dengan mu Snya adalah disini 0,5.

Mnya itu adalah M x G, Mnya adalah 3 kg, Gnya kita pilih 10.

Jadi dikalikan dengan 30 N, jadi kira-kira adalah 15 N.

Jadi anda bisa lihat disini gaya eksternal F itu lebih kecil dibanding Fs max.

Artinya seperti yang saya jelaskan panjang lebar tadi, artinya titik B

Nah jika F persis sama dengan Fs max maka dia tepat akan diam, tetap diam dan menggelinding juga.

Tapi ya dia ada di batas, tapi jika F lebih besar dari Fs max maka yang bekerja bukanlah F

Dan tentu saja seperti yang anda ingat di sifat 1, Fs itu menilainya bisa beragam.

Nah sehingga kita lanjutkan dengan Fs disitu, kita punya sigma Fx itu akan sama dengan M dikalikan dengan A translasi