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

Video ini membahas contoh soal dinamika rotasi dengan kasus benda tegar. Dalam soal ini, terdapat perbedaan dalam tegangan tali karena adanya gerak rotasi yang dialami oleh katerol. Konsep gerak rotasi berputar dibahas dengan perhitungan torsi dan percepatan. Persamaan akhir yang diperoleh menggambarkan hubungan antara massa, percepatan, dan gaya gravitasi pada sistem tersebut. Pemahaman tentang gaya gesek juga penting untuk menentukan apakah tegangan tali cukup besar untuk menjaga keseimbangan sistem.

Baik, mari kita lihat soal yang lain yang mungkin sedikit lebih sederhana

untuk Anda memulai memahami bagaimana dinamika rotasi itu bekerja.

Untuk soal yang sebelumnya di video sebelumnya mungkin cukup rumit

karena di situ sudah mengandung semua hal yang perlu Anda perhatikan terkait dinamika rotasi.

Misalkan seperti ini, kita sudah menghadapi soal ini dua kali sebelumnya

yaitu ketika kita bahas gerak translasi ketika lantainya adalah licin

lalu kita juga membahas soal yang bentuknya sama ketika kita membahas dinamika gerak translasi

dimana lantai tempat beradanya M1 itu kasar, dimana kita mempelajari kayak gesek.

Sekarang kita lihat apa bedanya persoalan ini dengan dua persoalan sebelumnya.

Bedanya adalah dua persoalan sebelumnya itu selalu menyatakan bahwa katerol itu tidak berputar

sehingga tegangan tali katerol itu hanyalah menjadi pembelok kayak saja.

Istilahnya sebenarnya tegangan talinya tetap sama satu tapi yang karena ada katerol

yang satu arahnya horizontal yang satu arahnya vertikal.

Sekarang di sini karena kasus untuk ini katerolnya,

dimana katerol itu kita bisa pandang sebagai silinder pejal

artinya dia punya momen inersia sebesar setengah kali masa di kali R kuadrat

dan di sini dari soal ini kita tahu masanya dari katerol berapa dan R nya berapa.

Jadi artinya katerol ini bisa mengalami gerak rotasi berputar karena adanya gerak antara M2 dengan M1.

Kalau misalnya Anda sudah lupa bagaimana secara common sense gerakan dari sistem ini

Anda bisa bayangkan ketika sistem ini dilepas tidak ditahan lagi

maka M2 otomatis akan bergerak ke bawah karena ada gaya gravitasi ke bawah M2

dan tentu saja akan ada gaya tegangan tali yang muncul pada tali karena tarikan dari M2

Anda akan lihat mengapa T2 dengan T1 atau yang berhubungan dengan ini berbeda

Karena tentu saja bedanya adalah ada gerak rotasi yang dialami oleh katerol.

Gerak rotasi itu artinya gerak berputar ya

dan kalau kita bisa lihat gerak rotasi ada rotasi yang searah jenum jam

ada rotasi yang berlawanan arah jenum jam.

Jika T1 itu sama dengan T2 artinya torsi dari T1 atau gerak yang tolok T1 itu artinya ke kiri ya

berlawanan jenum jam itu sama dengan yang arah jenum jam

artinya semestinya katerolnya tidak berputar.

Tapi jika katerol tidak berputar kita bisa ambil kesimpulan bahwa sudah tentu T1 itu tidak akan sama dengan T2

karena kalau sama sekali lagi dia akan seimbang jadi nggak muter ya.

Ini sama aja bohong kembali kepada permasalahan yang sebelumnya.

Nah kita sudah gambarkan semua yang bekerja

satu lagi yang kita harus tinjau ya kita inset si katerolnya ya

kalau kita bisa ambil ini katerolnya maka kita akan punya T1 ke arah kanan dan T2 ke arah bawah

dimana ini sama-sama bekerja dengan jari-jari R disini

dimana ini menyebabkan torsi berlawanan arah jenum jam

ini menyebabkan torsi searah dengan jenum jam

dan sederhananya kita bisa bayangkan bahwa dia akan berputar ke arah ini.

Karena pada saat di depas seperti yang saya bilang M2 akan turun ke bawah

dia akan menarik muter ke sana sehingga dia akan ditarik ke sana.

Karena M1 tidak ada gaya luar selain T yang membuat dia bergerak

artinya pilihannya cuma pilihannya hanyalah M1 diam karena T1 kurang kuat untuk menarik

tapi tidak ada yang menahan M1 karena tidak ada gaya gesek yang kita tinjau

artinya jika ada T1 muncul berapa pun besarnya maka M1 akan gerak ke sebelah kanan

begitu pula dengan M2 ditambah dia berputar maka kita pilih alfanya ke arah sini

dan alfanya disini ceritanya sudah diketahui

artinya persamaan yang muncul kita tidak perlu melihat persamaan yang lain

kita bisa dapatkan persamaannya jadi kita akan dapatkan dia ke sini A1

tapi disini tetap dalam asumsi tali itu tidak bermasa

artinya dia tidak bertambah panjang tidak juga berkurang panjangnya

sehingga percepatan A1 itu akan sama dengan A2

atau karena sinkron juga tidak ada yang selip diantara katrol yang berputar

maka itu akan sama seperti kita bicara alfa dikalikan dengan R

jadi kalau kita tulis semua persamaannya kita akan punya T1 akan sama dengan M1

M2 akan sama dengan minus M2 dikalikan dengan A

dan satu lagi torsi yang dimiliki oleh katrol

kalau kita pakai konvensi clock sound negatif juga

dikalikan dengan R akan sama dengan I dikalikan dengan minus alfa

karena kita sudah bayangkan dia searah jam-jam

jika nanti kita menghitung kita dapatkan nilai alfanya negatif

maka pada dasarnya bukan searah jam-jam tapi berlawanan arah jam-jam

tapi secara common sense kalau kita bisa bayangkan sepertinya harusnya seperti itu

lalu kita bisa substitusi ini akan sama dengan setengah

karena katrol setengah masa R2 minus A dibagi dengan R

jadi kalau R kita coret disini dengan dua R yang ada

maka kita dua R disini ini juga kita bisa coret

jadi kita akan punya persamaannya T1 dikurangi dengan T2

jadi artinya kita bisa dapatkan T1 adalah M1 dikali A

saya tulis disini M2 dikalikan G dikurangi M2 dikali A

atau saya bisa tuliskan dengan lebih sederhana

kita bisa punya M1 dikali A dikurangi M2 G dikurangi A

akan sama dengan minus setengah M besar dikalikan dengan A

dimana kita akan punya yang tidak mengandung A

artinya tidak mungkin sesuatu dikali A sama dengan 0

kalau misalnya gini ini ada A, ada A, ada A

ya artinya berapa dikali A sama dengan 0 kan

artinya kita bisa pastikan dia tidak akan sama dengan 0

kita lihat disini kita akan punya M1 plus M2 plus setengah M besar