FISIKA KELAS XI

FISIKA 
A. DINAMIKA ROTASI

Posted on April 14, 2011 | 1 Comment

Sekarang tibalah saatnya kita mempelajari mengapa benda itu dapat berputar. tentunya dalam gerak melingkar kalian hanya mempelajari besarannya saja, seperti bagaimana kecepatan putarannya, percepatannya, perubahan posisi sudutnya. Nah…konsep-konsep tersebut nanti kita akan perlukan di bahasan ini. waduh lupa nih!! ga pa2, buka lagi bukumu..bukan nyontek ini kok!

Okeh..kita mulai. Dinamika rotasi merupakan kajian fisika yang mempelajari tentang gerak rotasi sekaligus mempelajari penyebabnya.

Amati Phenomena berikut: Pada gerak lurus, gaya merupakan penyebab benda bergerak lurus sedangkan dalam gerak rotasi momen gaya /Torque/Torsi (t”tau”– Nm) merupakan penyebab benda bergerak rotasi. Ini berarti makin besar momen gaya makin mudah suatu benda dapat berotasi.

Dari gambar tersebut, Menurut Anda, di titik manakah gaya harus bekerja agar Mur poros roda sepeda motor mudah berputar/berotasi? Jika kita amati, besarnya momen gaya tergantung dari besar gaya yang diberikan dan lengan momennya (jarak dari sumbu rotasi yang tegak lurus dengan vektor gaya). Secara matematis ditulis:

τ =  F.r

Triks:  Jika F tidak tegak lurus r maka harus dicari dulu komponen F atau r agar saling tegak lurus (lihat gambar!). Maka, syaratnya anda harus bisa menguraikan suatu vektor pada sumbu x dan y! pokoknya silahkan uraikan vektor F atau r yang akan anda uraikan. yang penting keduanya kita peroleh cektor yang saling tegak lurus. Maka dari rumus dasar momen gaya kita ubah menjadi:

τ = F sin Θ . r atau τ = F. r sin Θ
Adapun arah momen gaya dapat kita tentukan dengan aturan tangan kanan dimana lipatan keempat jari menunjukkan arah putaran gaya sedangkan ibu jari menunjukkan arah momen gaya. Sebagai perjanjian tanda, jika benda berputar searah jarum jam, momen gaya diberi tanda negatif sedangkan jika berlawanan arah jarum jam diberi tanda Positif.
Aplikasinya: dari rumus tersebut besarnya momen gaya atau dengan kata lain benda mudah berputar, dipengaruhi besarnya gaya dan jarak poros ke suatu titik gaya itu bekerja. Nah.. contohnya gini, tentunya kita akan menutup/membuka pintu dengan mendorongya tidak dekat porosnya, karena ini lebih berat dibanding membuka dekat daun pintunya. Betulkan….
Silahkan terapkan dalam aplikasi lainnya, tentunya banyak sekali kita terapkan dalam kehidupan sehari-hari
 Keseimbangan

Oleh: Albert Hendra Wijaya

Makan adalah salah satu kebutuhan pokok, setiap orang membutuhkan makanan (termasuk minuman) untuk kelangsungan hidupnya. Makanan sangat beragam jenisnya, yang berbeda-beda dari bentuk, aroma dan rasanya. Manusiapun berbeda-beda selera dan kesukaannya. Makanan selain untuk kelangsungan hidup, dengan cita rasa kenikmatannya juga menjadi pemuas selera disamping sebagai pemenuhan kesehatan.

Makanan yang baik adalah makanan yang bercita rasa tinggi sesuai selera dan dapat memenuhi kebutuhan kesehatan dengan menjamin tersedianya zat-zat yang diperlukan tubuh serta ekonomis. Tentunya untuk mendapatkan suatu masakan yang baik itu harus ada resepnya dimana yang terpenting dari semua itu adalah adanya suatu keseimbangan yang terkontrol dengan baik sehingga bisa mendapatkan hasil yang terbaik.

Dalam dunia kedokteran ada semacam pepatah yang mengatakan "Obat adalah racun", yang mana maksudnya adalah jika seseorang sakit (dalam pengertian adanya ketidak seimbangan zat dalam tubuhnya) maka orang tersebut dapat diobati dengan pemberian zat tertentu dalam jumlah tertentu (dosis) dengan maksud mengupayakan terciptanya kembali keseimbangan tersebut.

Ketidak seimbangan pada orang yang sakit (secara normal) itu bisa karena kekurangan atau kelebihan zat tertentu yang mengakibatkan kelainan atau terganggunya metabolisme tubuh. Pemberian zat (obat) haruslah tepat dan terukur, karena diluar batas-batas tertentu justru dapat dikatakan pemberian zat (racun) itu akan berbahaya karena justru memperparah ketidakseimbangan yang ada.

Seperti kita ketahui bahwa air sangat penting bagi kehidupan manusia, tetapi bagi sebagian yang tinggal di kota-kota besar, air (yang sehat) sekarang sudah semakin sulit didapatkan sehingga kini bahkan harus dibeli. Ya, memang air sekarang sudah mahal karena kini kita harus membayar pada manusia yang memproduksinya, menggantikan pekerjaan alam. Semua itu adalah harga yang harus kita bayarkan untuk pekerjaan-pekerjaan manusia dalam rangka meninggikan harkat kehidupannya, walaupun berbuntut panjang mengganggu siklus alam dan akhirnya mengganggu keseimbangan alam. Manusia itu memang kadang berbuat tanpa sadar akan akibat dari semua perbuatannya yang pada akhirnya lebih banyak menimbulkan kesusahan pada manusia sendiri.

Dari contoh-contoh kecil diatas dapat kita ketahui begitu penting adanya keseimbangan itu, baik secara mikro maupun makro. Jika misalnya kita ditanyakan "Bagaimana hidup yang seimbang itu?" Maka masing-masing dari kita semua mungkin bisa memberikan jawabannya, tetapi tentu saja jawaban dari semuanya akan berbeda karena biasanya kita memberikan pendapat sesuai dengan pandangan kita.

Mendengar kata "seimbang", maka pada umumnya terlintas dalam benak kita ada dua hal atau keadaan yang dalam posisi sama kuat. Keseimbangan dalam suatu pembahasan sempit yang specific, terasa seperti membicarakan "keadilan", ini disebabkan karena memang keadilan itu adalah bagian dari keseimbangan itu secara utuh.

Didalam ajaran Tao () pun "keseimbangan" menduduki salah satu posisi tertinggi diantara kaidah-kaidah yang ada. Yang dimaksud "keseimbangan" disini dalam banyak kasus justru tidak sekedar memperlihatkan adanya perimbangan dari dua hal saja. Keseimbangan dalam Tao memiliki arti yang demikian dalam dan luas, berkaitan erat dengan konsep "kealamiahan".

Keseimbangan yang dimaksud dalam Tao () itu hampir dapat dikatakan bukanlah atau tidak mendekati sama sekali persamaan-persamaan perhitungan matematis yang menunjukkan bilangan-bilangan dan formulasi yang baku dan tetap, tetapi lebih mendekati suatu proses management yang mengatur penempatan masing-masing di posisi dan waktu yang tepat serta fungsinya untuk kelangsungan keseluruhannya. Keseimbangan dalam pandangan imaginasi dapat dibayangkan bagaikan suatu kekuatan-kekuatan dari segala unsur yang dalam interaksinya yang begitu komplekspun tetap mengikuti suatu hukum keteraturan yang harmonis. Keberadaan keseimbangan itu sendiri secara makro maupun mikro selalu berkembang dan berubah dengan caranya yang sangat unik.

Keseimbangan pada tingkat tertinggi berada dan meliputi alam semesta ini secara keseluruhan, dan secara mutlak juga menguasai sampai pada segmen-segmen yang lebih kecil bahkan yang terkecilpun. Dalam kehidupan dunia sehari-haripun kita tidak pernah luput dari kekuatan keseimbangan. Sampai pada tingkat tertentu yang masih berskala sangat mikro, manusia memang dianggap mempunyai sedikit peranan dalam memperngaruhi keadaan kondisi alam lingkungannya. Akan tetapi semua upaya manusia itu tidak dapat bertahan atau luput sama sekali terhadap koreksi yang dilakukan oleh keseimbangan alam semesta ini, kecuali jika manusia bisa mengikuti iramanya.

Karena keseimbangan pada tingkat alam semesta itu menerapkan suatu hukum "keseimbangan" yang universal. Oleh sebab itu maka semua ketidak seimbangan yang bersifat mikro atau bahkan yang makro sekalipun akan terkoreksi dengan sendirinya oleh hukum keseimbangan yang universal tersebut tanpa memperdulikan proses penyeimbangannya, yang secara pandangan manusia justru dirasakan sebagai suatu kekacauan (ketidakseimbangan) tanpa menyadari bahwa pemicu segalanya itu adalah manusia sendiri.

Kekuatan keseimbangan, dalam proses penyeimbangannya jika ada suatu gejala yang mengarah ke keadaan tidak seimbang tidak pernah pandang bulu (karena inilah keadilan yang hakiki) mengkoreksi sebesar apapun dalam upaya mengembalikan keseimbangan itu, tetapi tentunya ini semua berjalan secara alamiah, jika terkadang kekuatan keseimbangan itu seakan tidak bereaksi dalam keberadaannya itu adalah karena ia menggunakan kekuatan waktu dalam proses eliminasi ketidak seimbangan yang ada.

Baiklah, untuk yang selanjutnya adalah yang lebih realistis kita berbicara mengenai konsep keseimbangan itu dalam konteks yang lebih praktis dan lebih mengarah ke penerapannya bagi kita sebagai Tao Yu ( ). Karena penerapannya yang juga demikian luas maka konsep keseimbangan praktis akan dibahas secara umum saja dan lebih banyak mengarah pada fungsi dan peranan sosial kita, dimulai dari skala terkecil yaitu diri kita sendiri.


B.Keseimbangan

Sosok kita sebagai individu bagaimanapun juga adanya, tentu saja harus kita anggap sebagai suatu yang sangat berharga, dan harus bisa terus kita kembangkan menuju kesempurnaan yakni dengan jalan Siu Tao ( ). Nah dalam proses Siu Tao ( ) yang mencakup jiwa dan raga, keseimbangan sangat diperlukan agar semua unsur yang ada dalam proses tersebut tidak berdiri sendiri-sendiri, sebaliknya justru harus bisa menjadi suatu kesatuan yang saling mengisi menjadikan kita sebagai manusia yang seutuhnya.

Berbicara segala hal termasuk keseimbangan, maka semuanya haruslah dimulai dari diri kita sendiri sebelum dapat menginjak dan meningkat pada lingkungan yang lebih luas. Karena proses keseimbangan yang lebih luas otomatis terbentuk secara alamiah jika bermodalkan keseimbangan dari dalam masing-masing individu yang ada.

C.Energi Kinetik Rotasi

Energi kinetik rotasi sebuah benda pejal dapat diturunkan dari energi kinetik translasi sebagai berikut:   dengan  m = massa benda dalam kg;  v  = kecepatan linier benda dalam m/s2 Ek = energi kinetik benda dalam joule. Mengingat v = ω R maka        Karena mR2 adalah momen inersia maka rumus energi kinetik rotasi dapat dirumuskan sebagai:   dengan: Ek rot = energi kinetik rotasi dalam  joule       I = momen inersia benda dalam  kg.m2      ω = kecepatan sudut dalam rad/s Usaha dalam Gerak Rotasi Perhatikan gambar berikut ini !   Sebuah gaya F bekerja pada jarak R dari sumbu putar benda. Usaha yang dilakukan oleh sebuah momen gaya  yang bekerja untuk merotasikan sebuah benda tegar sejauh dθ dapat diperoleh dari rumus gerak linier sebagai berikut: W = F.s = F. Rθ;    karena F.R adalah momen gaya maka:   dengan    W = usaha gerak rotasi dalam  joule     = momen gaya dalam  kg.m     θ = sudut yang dibentuk dalam  rad   Dalam gerak rotasi sebuah momen gaya melakukan kerja pada benda dan mengubah energi kinetik rotasinya sesuai dengan hubungan   Pada gerak rotasi juga berlaku hukum kekekalan energi mekanik jika resultan gaya luar sama dengan nol yaitu :                                                 Ep  +   Ek tran  +  Ek rot  =  tetap                                       Ep1 + Ek tran 1 + Ek rot 1 = Ep2 + Ek tran 2 + Ek rot 2  atau                                                            dengan ∆Ep         =  perubahan energi potensial ∆Ek tran   =  perubahan energi kinetik translasi ∆Ek rot     =  perubahan energi kinetik rotasi