Energi Kinetik Rotasional ǀ Hubungan Momen Inersia, Massa, Kecepatan Linier, Kecepatan Sudut, & Energi Kinetik Translasional

Biasanya, kita mengenal energi kinetik sebagai energi yang dimiliki massa yang bergerak translasi (lurus atau linier). Sekarang, kita dihadapkan pada kondisi benda bermassa tersebut bergerak secara rotasi (berputar) pada suatu poros tertentu. Apakah massa ini memiliki energi kinetik?


Kita akan lebih mudah menganalisis hal ini dengan memotong-motong benda kaku tersebut menjadi beberapa bagian yang kecil. Kita ambil contoh bagian kecil yang paling jauh dengan poros. Tentu, bagian ini bergerak dengan kecepatan tertentu dalam sebuah lintasan melingkar, bukan?


Semakin bagian tersebut dekat dengan poros putar, semakin kecil kecepatannya (tangensial). Kita dapat menghitung energi kinetik massa keseluruhan dengan menjumlahkan seluruh energi kinetik per bagian yang telah dipotong kecil-kecil tadi. Bagaimana caranya?

Gambar 1.1. Sebuah Piringan (Disc) Pejal Homogen yang Diputar dengan Variasi Dua Poros
- klik gambar untuk melihat lebih baik -

Dari persamaan di atas, kita mengetahui bahwa momen inersia (rotational inertia or moment inertia) itu berbeda dengan massa. Massa itu bernilai tunggal dan menjadi sifat benda tersebut, sedangkan momen inersia itu tidak tunggal dan bergantung poros rotasinya.


Momen inersia benda kaku yang diputar dengan poros tepat di tengah pusat massa akan lebih kecil dibanding yang diputar dengan poros dibagian manapun.


Kita dapat menganalogikan massa dan momen inersia seperti sebuah benda. Semakin besar massa, semakin susah digerakkan. Tetapi, jika sudah bergerak akan susah dihentikan.


Semakin besar momen inersia, semakin susah diputar. Tetapi, jika sudah berputar akan sulit dihentikan. Batu besar akan sulit digelindingkan. Tetapi, jika sudah menggelinding akan sulit dihentikan.

Gambar 1.2. Penurunan Persamaan Momen Inersia, Hubungan Massa dengan Momen Inersia, Hubungan Kecepatan Linier dengan Kecepatan Sudut, Energi Kinetik Rotasi (Rotasional), & Hubungannya dengan Energi Kinetik Translasional.

- klik gambar untuk melihat lebih baik -

Ingat! I = mr2 atau persamaan momen inersia di atas adalah bersifat umum atau lebih tepatnya untuk keadaan gambar 1.1.a bukan gambar 1.1.b. Momen inersia tiap benda kaku akan berbeda-beda.


Baca selanjutnya : Momen Inersia Lengkap ǀ Pengertian, Penurunan Persamaan, Kerapatan (Panjang, Massa, & Volume), Inersia Benda Kaku


Pada persamaan di atas, kita dapat menghubungkan eneri kinetik transalasi dengan energi kinetik rotatasi, dimana massa digantikan momen inersia dan kecepatan linier digantikan kecepatan sudut. Kita dapat analogikan energi kinetik translasi (translasional) dengan energi kinetik rotasi (rotasional).

Share this post