MODULTEKNIK LABORATORIUM IIMOMEN INERSIA PADA BENDA TEGAR(Disusun guna memenuhi tugas mata kuliah Teknik Laboratorium II)

Disusun oleh :Rikiy Hudamaulana100210102108Wanti Muhkartin110210102023Chintya Maratus Sholikhah110210102041Imam Hanafi110210102086

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKAJURUSAN PENDIDIKAN MIPAFAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKANUNIVERSITAS JEMBER2014MOMEN INERSIA PADA BENDA TEGARA. Tujuan1. Dapat menentukan momen inersia suatu benda tegar.2. Dapat menentukan besar momen inersia suatu benda tegar pada poros yang berbeda.B. Alat dan Bahan1. Statif Besi1 buah

2. Benda Tegara. Bola Pejal1 buah

b. Bola Berongga Berisi udara1 buah

Berisi gas Nitrogen1 buah

c. Silinder Panjang Pejal1 buah

d. Silinder Panjang Berongga1 buah

e. Silinder Pendek Pejal1 buah

f. Silinder Pendek Berongga1 buah

g. Batang Pejal1 buah

h. Benda Tak Beraturan1 buah

3. Stopwatch1 buah

C. Dasar TeoriMomen inersia suatu benda pada suatu poros adalah kelembaman suatu benda untuk mempertahankan gerak rotasinya terhadap poros tersebut. Momen inersia ini identik dengan massa yakni besaran yang mempertahankan gerak linier suatu benda. Secara matematis momen inersia ini didefinisikan sebagai hasil kali massa dengan kuadrat jarak benda terhadap poros.Hubungan antara gaya (F), massa (m), dan percepatan tangensial (a tan) partikel dinyatakan melalui persamaan :

Partikel berotasi sehingga partikel mempunyai percepatan sudut. Hubungan antara percepatan tangensial dengan percepatan sudut dinyatakan melalui persamaan :

Subtitusikan atau gantikan percepatan tangensial (a tan) pada persamaan 3 dengan percepatan tangensial (a tan) pada persamaan prcepatan susdut:

Kalikan ruas kiri dan ruas kanan dengan r :

r F adalah momen gaya dan m r2 adalah momen inersia partikel. Persamaan diatas menyatakan hubungan antara momen gaya, momen inersia dan percepatan sudut partikel yang berotasi, yang merupakan persamaan hukum II Newton untuk partikel yang berotasi. Momen inersia partikel merupakan hasil kali antara massa partikel (m) dengan kuadrat jarak partikel dengan sumbu rotasi (r2).

Jika terdapat benda, maka momen inersianya adalah jumlah dari seluruh komponen-komponennya

Pusat massaPorosLApabila benda yang ditinjau berupa benda kontinu seperti tongkat pejal, bola dan lain-lain. maka sigma diatas harus diganti dengan integral

Untuk menentukan momen inersia benda yang tak beraturan pada suatu poros tertentu, dapat dilakukan dengan menggantungkan benda tegar pada poros tersebut kemudian menyimpangkan benda tegar tersebut dan kemudian menghitung periode getarannya. Dengan menggunakan persamaan

kita dapat menghitung berapa momen inersia benda tersebut pada porosnya. Indeks pada persamaan diatas menunjukkan momen inersia benda pada poros. Lebih jauh lagi dapat kita cari momen inersia pada pusat massanya dengan menggunakan kaidah sumbu sejajar

Indeks menendakan momen inersia terhadap pusat massa, M adalah massa total benda dan L adalah jarak pusat massa terhadap poros.

D. CARA KERJAa. Menentukan Momen Inersia pada Bentuk Benda Tegar yang Berbeda1. Siapkan penyangga statif di tempat yang datar.2. Pasanglah benda tegar di posisi ujung pada statif.3. Berikan simpangan kecil pada benda tegar dengan sudut kurang dari .4. Hidupkan stopwatch, bersamaan dengan melepaskan benda tegar. Usahakan agar ayunan mempunyai lintasan bidang dan tidak berputar. 5. Catat waktu yang dibutuhkan benda tegar melakukan 5 kali getaran.6. Hitunglah rata-rata periodenya kemudian catatlah pada tabel 1a.7. Ulangi langkah 3, 4, 5, dan 6 sebanyak tiga kali.8. Hitunglah momen inersianya dengan menggunakan persamaan :

Dengan Ip : momen inersia (kg.m2)L : jarak pusat massa terhadap poros (meter)m : massa benda (Kg)g : gravitasi ( 10 m/s2)T : periode getaran (s) 9. Catatlah hasil perhitungan momen inersia benda tegar pada tabel 1a.

b. Menentukan Momen Inersia pada Poros Yang Berbeda 1. Gunakan data pada tabel 1a untuk benda silinder panjang berongga, silinder pendek pejal, batang pejal, dan benda tak beraturan pada tabel 1b.2. Pasanglah benda tegar pada poros yang berbeda.3. Berikan simpangan kecil pada benda tegar dengan sudut kurang dari .4. Hidupkan stopwatch, bersamaan dengan melepaskan benda tegar. Usahakan agar ayunan mempunyai lintasan bidang dan tidak berputar. 5. Catat waktu yang dibutuhkan benda tegar melakukan 5 kali getaran.6. Hitunglah rata-rata periode getarannya, kemudian catatlah pada tabel 1b.7. Ulangi langkah 4, 5 dan 6 sebanyak tiga kali.8. Hitunglah momen inersianya dengan menggunakan persamaan :

Dengan Ip : momen inersia (kg.m2)L : jarak pusat massa terhadap poros (meter)m : massa benda (Kg)g : gravitasi ( 10 m/s2)T : periode getaran (s) 9. Catatlah hasil perhitungan momen inersia benda tegar pada tabel 1b.

C. Analisis Data a. Menentukan Momen Inersia pada Bentuk Benda Tegar yang BerbedaTabel 1a. Momen Inersia pada Bentuk Benda Tegar yang Berbeda dengan poros di ujungNoNama BendaMassa (kg)Panjang(m)Waktu (s)Waktu Rata-rata (s)Periode Rata-rata (s)Inersia (kg m2)

1.Bola Pejal0,6065,25x10-2

2.Bola Nitrogen0,09810x10-2

3.Bola Udara0,09410x10-2

4.Silinder Panjang Pejal0,10915x10-2

5.Silinder Panjang Berongga0,08714,5x10-2

6.Silinder Pendek Pejal0,136,3 x10-2

7.Silinder Pendek Berongga0,0255,7x10-2

8.Batang Pejal0,15712,3x10-2

9.Benda Tak Beraturan0,32312,8x10-2

b. Menentukan Momen Inersia Pada Poros Yang Berbeda Tabel 1b. Momen Inersia pada poros yang BerbedaNoNama BendaPorosMassa(kg)Panjang(m)Waktu (s)Waktu Rata-rata (s)Periode Rata-rata (s)Inersia (kg m2)

1.Silinder Panjang BeronggaUjung0,08715x10-2

Titik4,5x10-2

2.Silinder Pendek PejalUjung0,136,3x10-2

Titik3,3x10-2

3.Batang PejalUjung0,15712,3x10-2

Titik7,3x10-2

4.Benda Tak BeraturanUjung0,32312,8x10-2

Titik4,8x10-2

Pertanyaan :1. Tentukan besar nilai momen inersia pada masing-masing benda tegar berdasarkan data yang diperoleh!2. Bagaimana pengaruh poros benda terhadap momen inersia pada masing-masing benda tegar?3. Dari percobaan diatas, apa dapat anda simpulkan?

c. Tugas Pendahuluan1. Apa yang dimaksud dengan momen inersia?2. Turunkan persamaan periode menjadi momen inersia berikut ini:

3. Jelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi besar kecilnya momen inersia!4. Jika massa beban diubah apakah periode ayunan juga berubah? Jelaskan!