Mendengar istilah rotasi, Sahabat Yosiefisika mungkin akan mengingat perputaran planet yang mengelilingi Matahari sesuai dengan sumbunya masing-masing. Lalu, apa itu dinamika rotasi dan apa hubungannya dengan kesetimbangan benda tegar?
Sebelum itu, Sahabat Yosiefisika harus memahami bahwa materi ini akan membahas tentang gerak dan penyebab terjadinya gerak benda yang terjadi di lintasan rotasi, sekaligus menganalisis gerak benda yang menggelinding pada benda tegar dan kesetimbangannya.
Pengertian Dinamika Rotasi
Dinamika rotasi merupakan suatu ilmu yang mempelajari tentang pergerakan benda yang berputar dengan memperhatikan aspek penyebabnya.
Artinya, suatu benda disebut berotasi ketika semua bagian benda tersebut bergerak mengelilingi poros atau sumbu putar. Suatu benda berputar atau berotasi dikarenakan terdapat momen gaya atau torsi.
Selain momen gaya, dalam dinamika rotasi dikenal juga momen inersia. Berikut penjelasan momen gaya dan momen inersia beserta rumusnya.
Momen Gaya atau Torsi
Contoh penerapan torsi atau momen gaya di kehidupan sehari-hari misalnya pada kunci dan baut. Dalam hal ini, baut berfungsi sebagai sumbu rotasi lalu ada yang disebut garis kerja gaya yaitu perpanjangan garis gaya.
Apabila gaya (F) diberikan tangan (garis kerja gaya) tegak lurus terhadap lengan kunci, maka lengan kunci berfungsi sebagai lengan gaya. Tetapi, jika gaya yang diberikan tidak tegak lurus lengan kunci, maka lengan gaya merupakan jarak yang tegak lurus dari sumbu rotasi dengan garis kerja gaya (r).
Hubungan faktor-faktor dalam contoh torsi atau momen gaya di atas dapat disebut dengan persamaan berikut ini.
Momen Inersia (I)
Selain momen gaya, dalam dinamika rotasi dikenal juga momen inersia (I) adalah hasil kali antara massa partikel dan kuadrat jarak partikel dari sumbu rotasi. Secara matematis momen inersia dirumuskan sebagai berikut.
Kesetimbangan Benda Tegar
Benda tegar adalah benda yang tidak mengalami perubahan bentuk jika diberi gaya F tertentu pada benda tersebut. Hal ini karena benda tegar memiliki banyak partikel yang mengaitkan satu sama lain dan membentuk sebuah ukuran tertentu.
Maka dalam hal ini, kesetimbangan benda tegar berkaitan dengan Hukum Newton I dengan menggunakan konsep ΣF=0 dan Στ=0 atau keseimbangan translasi. Jadi, kesetimbangan benda tegar adalah ketika benda dinilai sebagai bagian titik dengan ΣF=0, artinya benda tersebut seimbang.
Contohnya misal seorang pemain akrobat yang tengah berdiri di atas tali dengan membawa tongkat yang panjang. Pemain ini memegang tongkat tepat di tengah-tengah. Akibatnya, gaya berat tongkat pada setiap sisi sama besar.
Gaya ini menimbulkan momen gaya pada sumbu putar (tubuh pemain akrobat) sama besar dengan arah berlawanan, sehingga terjadi keseimbangan rotasi. Ini menyebabkan pemain lebih mudah berjalan di atas tali.
Nah, itulah penjelasan terkait dinamika rotasi dan kesetimbangan benda tegar. Dan untuk memahami lebih jelas terkait materi ini, silahkan Sahabat Yosiefisika mengklik tautan ini.