LAPORAN FISIKA
MOMEN
INERSIA
D
I
S
U
S
U
N
Oleh :
Nama : DESI KURNIA WATI
NIM : 118180011
Prodi : Biologi
Kelas : TPB 24
LAMPUNG SELATAN
2018
ABSTRAK
Percobaan ini bertujuan untuk mengetahui momen
inersia dari silinder pejal dan bola pejal, serta pengaruh massa benda dan
diameter benda terhadap besarnya momen inersia. Metode yang digunakan adalah
menimbang dan mengukur, kemudian memasukkan data hasil pengukuran tersebut ke
dalam rumus .
Dari hasil percobaan diperoleh hasil yaitu momen inersia rata-rata dari bola pejal adalah sebesar (24,32±0,1) gr.cm2. Sedangkan momen inersia rata-rata silinder pejal adalah (151.20±0,1) gr.cm2 dengan taraf ketidakpastian 0,41% dan 0,07%.
Hal tersebut sesuai dengan teori bahwa semakin besar massa dan diameter benda maka momen inersianya pun akan semakin besar pula. Tetapi dalam penghitungan ini yang digunakan bukanlah rumus melainkan karena jika menggunakan rumus yang pertama maka hasil yang diperoleh adalah negatif.
Kami berharap percobaan ini dapat bermanfaat sebagai pembanding dalam percobaan yang sama dengan metode yang berbeda.
Dari hasil percobaan diperoleh hasil yaitu momen inersia rata-rata dari bola pejal adalah sebesar (24,32±0,1) gr.cm2. Sedangkan momen inersia rata-rata silinder pejal adalah (151.20±0,1) gr.cm2 dengan taraf ketidakpastian 0,41% dan 0,07%.
Hal tersebut sesuai dengan teori bahwa semakin besar massa dan diameter benda maka momen inersianya pun akan semakin besar pula. Tetapi dalam penghitungan ini yang digunakan bukanlah rumus melainkan karena jika menggunakan rumus yang pertama maka hasil yang diperoleh adalah negatif.
Kami berharap percobaan ini dapat bermanfaat sebagai pembanding dalam percobaan yang sama dengan metode yang berbeda.
Kata kunci : Momen inersia
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Suatu benda dapat
melakukan gerak melingkar jika pada benda tersebut bekerja sebuah momen gaya.
Akibat momen gaya inilah timbul gerak rotasi dari gerak rotasi terjadi
percepatan sudut, kecepatan sudut dan momen inersia serta momen gaya (torka).
Momen gaya adalah ukuran
resistensi atau kelembapan suatu benda terhadap perubahan dalam gerak rotasi.
Sedangkan momen inersia adalah gaya yang diberikan oleh benda untuk
mempertahankan kecepatan awalnya.
Adapun rumus dari momen
inersia adalah I = mr2. Momen inersia diberikan
lambang I dengan demikian momen inersia dari sebuah partikel bermassa m
didefinisikan sebagai hasil kali massa (m) dengan kuadrat jaraknya (r).
Hubungan momen inersia
dengan farmasi adalah pada proses pembuatan tablet, dengan megetahui momen
inersianya maka bisa diperkirakan baik dan tidaknya bentuk-bentuk tablet obat
yang akan dihasilkan oleh mesin pencetak obat atau biasa disebut dengan proses
granulasi yaitu pembuatan partikel-partikel gabunagn senyawa atau dengan yang
lainnya.
I.2 Tujuan
a. Menyelidiki hubungan antara percepatan sudut
dengan momen inersia pada gerak rotasi
b. Menentukan efek dari momen inersia pada
percepatan benda bulat yang menggelinding pada bidang miring
c. Menyelidiki hubungan momen inersia dengan
periode pada system rotasi yang melakukan gerak harmonik sederhana
d. Menentukan besar momen inersia bandul fisis
dari periodenya.
BAB
II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Teori Umum
Jika
gaya-gaya yang didistribusikan terus menerus di atas permukaan tempat gaya-gaya
tersebut bekerja, maka sering diperlukan untuk menghitung momen gaya-gaya ini
terhadap suatu sumbu yang terletak pada atau tegak lurus terhadap bidang
permukaan. Intensitas gaya (tegangan atau regangan) sering sebanding dengan
jarak gaya dan sumbu momen. Gaya elementer[1] yang bekerja pada elemen luas dengan demikian
sebanding dengan jarak dikalikan luas diferensial dan elemen momen sebanding
dengan kuadrat jarak dikalikan luas diferensial. Karena itu kita lihat bahwa
momen total mencakup suatu integral berbentuk ∫ (jarak)² d (luas).Integral ine
dikenal sebagai momen inersia[2] (moment of inertia) atau momen
kedua (second momen) dari luas (permukaan). Integral merupakan
fungsi dari geometri permukaan dan sering ditemui dalam penerapan mekanika
sehingga bermanfaat untuk mengembangkan sifat-sifatnya secara rinci dan untuk
menjadikannya siap pakai bila ditemukan keperluan akan pekerjaan integral. (Kraige, 2007)
Kata
“momen” berarti bahwa I tergantung pada bagaimana massa benda
didistribusikan didalam ruang; ini tidak ada hubungannya dengan “momen” dari
waktu. Untuk sebuah benda yang sumbu rotasinya dan massa totalnya kita ketahui,
semakin besar jarak sumbu terhadap partikel yang menyusun benda, semakin besar
momen inersianya. Pada benda tegar, jarak ri semua konstan dn I
tidak tergantung pada bagaimana benda berotasi mengelilingi sumbu. Satuan SI
unutk momen inersiaadalah kilogram-meter2 (kg.m2). (Freedman, 2000)
Telah ditunjukkan diatas bahwa kita dapat memperoleh
momen inersia dari beberapa benda yang bentuknya beraturan tanpa menggunakan
kalkulus.Perhitungan hanya dengan memanfaatkan analisa dimensi untuk mencari
hubungan antara momen inersia dengan variabel yang mencirikan benda itu
(seperti massa, panjang atau jari-jari) serta dengan memanfaatkan teorema sumbu
sejajar dan tentu saja sifat simetri benda. (Djarot,
2003)
Cara lain menentukan momen inersia adalah
dengan percobaan, seperti pada gambar diatas.
Missal
kita akan menentukan momen inersia massa melalu suatu connecting rod, yang
beratnya mg dan berat pusatnya dititik G. Connecting rod tersebut kita tumpu di
o dan diayunkan dengan simpangan sudut yang kecil.
Dengan pengamatan kita dapat menentukan waktu
untuk satu ayakan penuh, missal T detik. Menurut hukum Newton II, hubungan
antara percepatan sudut dan momen terhadap titik o, adalah
-m .g .r .= Io .
BAB III
METODOLOGI PRAKTIKUM
3.1 Waktu Dan Tempat
3.2 Alat Dan Bahan
1. Jangka
sorong
2. Mikrometer
sekrup
3. Mistar
geser
4. Neraca
analitik
5. Papan /
bidang miring
6. Stopwatch
7. Kelereng
8. Pipa
(silinder berongga)
3.3 Prosedur Praktikum
1.
Disiapkan alat dan bahan yang
akan digunakan
2.
Di timbang massa silinder
berongga dan kelerng menggunakan neraca analitik
3.
Ditentukan ketinggian
papan penyangga yaitu 28,8 cm dan 19 cm
4.
Ditaruh kelereng pada
ujung bidang dan diluncurkan sepanjang bidang miring (dilakukan sebanyak 3kali
pada masing-masing ketinggian)
5.
Ketika kelereng dilepas,
diukur waktunya. Begitu pula untuk pipa (silinder berongga) diluncurkan
sepanjang bidang miring dan diukur waktunya (dilakukan sebanyak 3kali pada
masing-masing ketinggian)
6.
Dibuat data dalam bentuk
tabel
BAB
IV
HASIL
DAN PEMBAHASAN
IV. 1 Data
Hasil Pengamatan
|
Kondisi
|
Awal Praktikum
|
Akhir Praktikum
|
|
Temperatur
|
( 28 ± 0.5 )oC
|
( 29 ± 0.5 )oC
|
|
Kelembapan
|
( 80 ± 0.5 )%
|
( 81 ± 0.5 )%
|
|
Tekanan
|
( 695.45 ± 0.025 ) mmHg
|
( 696.15 ± 0.025 ) mmHg
|
|
Tinggi
(cm)
|
Kelereng
|
Pipa (silinder berongga)
|
||||||
|
t1
|
t2
|
t3
|
|
t1
|
t2
|
t3
|
|
|
|
19 cm
|
0,51
|
0,56
|
0,49
|
0,52
|
0,85
|
0,66
|
0,78
|
0,76
|
|
28,8 cm
|
0,48
|
0,41
|
0,42
|
0,43
|
0,63
|
0,73
|
0,59
|
0,65
|
IV.2 Pembahasan
Kata “momen” berarti
bahwa I tergantung pada bagaimana massa benda didistribusikan didalam ruang;
ini tidak ada hubungannya dengan “momen” dari waktu. Untuk sebuah benda yang
sumbu rotasinya dan massa totalnya kita ketahui, semakin besar jarak sumbu
terhadap partikel yang menyusun benda, semakin besar momen inersianya. Pada
benda tegar, jarak ri semua konstan dn I tidak tergantung pada
bagaimana benda berotasi mengelilingi sumbu. Satuan SI unutk momen
inersiaadalah kilogram-meter2 (kg.m2). (Freedman;274)
Dalam percobaan momen inersia kita harus menyiapkan beberapa
alat dan bahan agar pelaksaan praktikum berjalan lancar. Alat dan bahannya
antara lain : dua benda (pipa dan bola), jangka sorong, mikrometer sekrup,
mistar geser, neraca analitik, papan, dan stopwatch.
Selain alat dan bahan yang diperhatikan, cara kerjapun menjadi
yang utama dalam percoban ini, adapun cara kerjanya adalah pertama-tama alat
dan bahan yang akan digunakan disiapkan, ketinggian penyangga ditentukan dan
diukur, letakkan penyangga pada ketinggian yang diukur tadi (2 ketinggian)
yaitu 19 cm dan 28,8 cm. Kelereng dan pipa (silinder berongga) diluncurkan dari
atas bidang miring dan hitung waktunya menggunakan stopwatch, lalu catat. Untuk
masing – masing sampel dilakukan peluncuran sebanyak 3kali.
Percobaan dilakukan sebanyak 3kali untuk mendapatkan data yang
teliti dan untuk menghindari faktor “human error” yang biasa terjadi ketika
melakukan praktikum (percobaan).
Adapun hasil dari percobaan ini antara lain pada ketinggian 19cm
waktu yang dibutuhkan oleh kelereng untuk meluncur adalah 0,52 detik dan pipa
0,76 detik sedangkan ada ketinggian 28,8 cm kelereng meluncur selama 0,44 detik
dan pipa selama 0,65 detik. Lalu ditempat lain diameter klereng dan pipa
diukur. Kelereng diameter rata – ratanya adalah 16,37 mm dan diameter dalam
pipa adalah 2,24 mm, sedangkan diameter luar pipa adalah 2 mm. kemudian
pengukuran massa kelereng dan pipa (silinder berongga) dengan menggunakan neraca
analitik hasilnya adaah pipa massanya 14,533g dan kelereng massanya 5,412g.
Hubungan farmasi dengan percobaan ini adalah ketika pembuatan
tablet obat momen inersia sangat dibutuhkan sekali karena dengan mengetahui
momen inersianya maka bisa diperkirakan baik dan tidaknya bentuk – bentuk
tablet obat yang akan dihasilkan oleh mesin pencetak obat atau biasa disebut
dengan metode granulasi yaitu pembuatan partikel – partikel gabungan senyawa
satu dengan yang lainnya.
Faktor yang menyebabkan adanya kesalahan dalam melakukan
percobaan antara lain :
1. Kurang telitinya pengamat
/ praktikan dalam menentukan ukuran / tinggi dari bidang miring
2. Kurang terampilnya
praktikan dalam melakukan percobaan
3. Kurangnya alat – alat
yang tersedia dalam lab
4. Kereleng atau pipa yang
tidak bulat sempurna.
BAB V
KESIMPULAN
Dari
percobaan yang dilakukan diperoleh data :
1)
Momen inersia
Kelereng
145 x 10-7 kgm2
Pipa
9,01 x 10-7 kgm2
2)
Percepatan sudut untuk h = 19 cm
Kelereng
3,16 m/s2
Pipa
6,618 m/s2
3)
Percepatan sudut untuk h = 28,8 cm
Kelereng
4,76 m/s2
Pipa
3 m/s2
4)
Sudut untuk h = 19 cm
Kelereng
7,67
x 10-3
Pipa
5,47
x 10-3
5)
Sudut untuk h = 28,8 cm
Kelereng
0,011
Pipa
7,85 x
10-3
DAFTAR PUSTAKA
Djarot, B. (2003). diktat statistika struktur I.
Malang: Tiga Serangkai.
Freedman, Y. &. (2000). Fisika Universitas.
Jakarta: Erlangga.
Kraige, L. (2007). Mekanika Teknik Edisi Kedua
Statika Jilid I Versi SI. Jakarta: Erlangga.
[1]
Gaya elementer adalah gaya elektromagnetik dan prinsip perkecualian Pauli yang
beraksi bersama-sama untuk mengembalikan objek ke posisi keseimbangan.
[2] Momen Inersia adalah ukuran
kelembaman suatu benda untuk berotasi terhadap porosnya.
No comments:
Post a Comment