Momen Inersia (PPT)

Tujuan

Pembahasan Kesimpulan Teori Dasar

Alat dan Bahan Prosedur Kerja Pengolahan Data

M

O

M

E

N

I

N

E

R

S

I

A

Tabel Data Tugas Akhir Penutup

Tujuan Percobaan

Setelah melakukan percobaan ini, mahasiswa

diharapkan mampu:

1.

Menentukan konstanta pegas spiral dan

momen inersia diri pada alat momen inersia

2. Menentukan momen inersia benda

3.

Menentukan momen inersia piringan untuk

setiap pergeseran sumbu putar

4. Menentukan momen inersia sebuah batang

5. Menentukan massa inersia dumbell

Momen inersia (I) adalah suatu

besaran yang memperlihatkan

tentang usaha suatu sistem

benda untuk menentang gerak

rotasinya. Besaran ini dimiliki oleh

semua sistem benda (khususnya

padat) apapun bentuknya (bulat,

persegi, segitiga, dll).

Oleh karena itu momen inersia didefenisikan sebagai

kecenderungan suatu sistem benda untuk berputar

terus atau diam sebagai reaksi terhadap gaya torsi

dari luar.

MOMEN INERSIA

Peralatan yang digunakan pada percobaan ini ialah sebagai berikut:

1. Neraca (1buah)

2. Alat momen inersia

( 1set )

1. Perangkat beban

@50 kg ( 1set )

2. Jangka sorong

(1buah)

3. Bola pejal (1buah)

4. Silinder pejal (1buah)

5. Slinder berongga

(1buah)

6. Piringan 213 (1buah)

9.

Piringan 174 (1buah)

10. Jangka sorong /

penggaris (1buah)

11.Kerucut pejal (1buah)

12.Dumbbell ( 1set )

13.Piringan aluminium

berlubang (1buah)

14.Benang nilon (1meter)

15.Stopwatch (1buah)

16.Batang aluminium 60

cm (1buah)

MOMEN INERSIA

Percobaan 1: Menentukan pegas momen inersia diri

pada alat momen inersia

Penyusunan alat percobaan

1. Memasang alat momen inersia pada dasar statif.

2. Mengikatkan benang nilon pada salah satu baut

yang ada ditepi dudukan silinder.

3. Melilitkan benang tersebut beberapa lilitan.

4. Membaringkan alat momen inersia di bagian tepi

meja.

Prosedur Percobaan menentukan konstanta pegas

1. Menimbang massa tiap-tiap beban.

2. Memastikan jarum penunjuk simpangan adalah nol.

3. Menggantungkan satu buah beban pada benang, mengamati

simpangan yang terjadi. Mencatat sebagai Θ

1

. Mengulangi

langkah ini sebanyak 3 kali. Mencatat hasilnya pada tabel 1.1

4. Menambahkan beban berikutnya dan mencatat hasilnya pada

tabel 1.1 sebagai Θ

2

.

5. Melakukan langkah 4 untuk simpangan Θ

3

, Θ

4

dan seterusnya

Menentukan momen inersia diri alat momen inersia

1. Menegakkan kembali alat momen inersia. Membuka benang yang terpasang pada dudukan silinder.

2. Mengatur posisi jarum penunjuk pada alat momen inersia pada skala tertentu.

3. Menyimpangkan dudukan silinder sebesar 2700 _kemudian

melepaskan sehingga terjadi gerakan bolak-balik / osilasi. 4. Mengamati pencacah waktu. Disini dapat digunakan

stopwatch untuk menghitung waktu untuk 3 getaran, kemudian mencatat hasilnya pada tabel 1.2 sebagai t_1. 5. Mengulangi langkah diatas kemudian mencatat waktunya

t₂,t₃,…..t_1o.

6. Menghitung waktu 3 getaran, kemudian menghitung periode osilasi tersebut dan mencatat pada tabel 1.2 sebagai T_0.

Percobaan 2: Menentukan momen inersia benda

1) Menimbang semua benda yang akan ditentukan momen inersianya, mencatat hasilnya pada tabel.

2) Mengukur tinggi dan diameter masing-masing benda, mencatat hasil nya pada tabel.

3) Memasang bola pejal pada alat momen inersia.

4) Menyimpangkan bola sebesar 2700_{, kemudian melepaskan sehingga bola}

berosilasi. Mencatat waktu 3 getaran yang ditunjukkan alat pencacah waktu

atau stopwatch pada tabel sebagai t_1.

5) Mengulangi langkah 3 dan 4 sebanyak 5 kali percobaan. Mencatat hasilnya pada tabel.

6) Menghitung waktu 5 getaran rata-rata, kemudian menghitung perioda getarannya. Mencatat hasilnya pada tabel.

7) Mengganti bola pejal dengan benda sesuai urutan pada tabel. Melakukan langkah 3 sampai 7 untuk setiap benda. Mencatat hasilnya pada tabel 2.1.

Percobaaan 3: Menentukan momen inersia piringan untuk setiap pergeseran sumbu putar

1. Menimbang piringan.

2. Mengukur jarak setiap lubang dari pusat piringan dan mencatat hasilnya pada tabel 3.1 kolom pertama.

3. Memasang piringan pada alat momen inersia, dengan sumbu osilasi terletak dipusat piringan.Mengencangkan posisi piringan dengan baut yang terdapat pada alat momen inersia.

4. Menyimpangkan piringan sebesar 2700_{, kemudian melepaskan}

sehingga piring berosilasi. Mencatat waktu yang ditunjukkan stopwatch pada tabel 3.1 sebagai tc.

5. Melakukan hal yang sama pada nomor 4 dan mengulanginya sebanyak 10 kali.

6. Menghitung waktu 3 getaran rata-rata. Kemudian menghitung perioda getarannya. Mencatat hasilnya pada tabel 3.1.

7. Memindahkan sumbu putar pada lubang pertama sebelah kiri dari pusat piringan.

8. Melakukan langkah pada nomor 4. Mengulangi hal yang sama untuk sumbu putar berikutnya. Massa piringan = 226,5 gram.

Percobaan 4: Menentukan momen inersia sebuah

batang

1. Mengukur panjang batang aluminium.

2. Menimbang massa batang aluminium.

3. Memasang batang pada alat momen inersia dengan

memasukkan batang tersebut pada lubang yang

terdapat pada alat momen inersia.

4. Menyimpangkan batang sebesar 270

0

_{, kemudian}

melepaskan sehingga bola berosilasi. Mencatat waktu

ditunjukkan alat pencacah waktu atau stopwatch.

5. Mengulangi langkah 7 sampai dengan 10.

6. Menghitung waktu getaran rata-ratanya. Kemudian

periodanya.

7. Melakukan pula pada sumbu putar diujung batang.

8. Melakukan langkah 7 sampai dengan 10.

Percobaan 5: Menentukan momen inersia dumbbell

1. Menimbang batang dan kedua buah beban.

2. Memasang batang pada alat momen inersia dengan memasukkan batang tersebut pada lubang yang terdapat pada alat momen inersia.

3. Mengatur batang tersebut sehingga pusat massanya berada ditengah-tengah poros alat momen inersia. Mengencangkan dengan baut yang terdapat pada alat.

4. Memasukkan kedua buah beban pada setiap ujung batang, mengatur posisi keduanya sehingga membentuk sebuah “dumbell” dengan panjang lengan r = 15 cm dari poros. Mengunci kedua beban tersebut dengan baut yang terdapat pada masing-masing beban. Mencatat jarak tersebut pada tabel 5.1 kolom pertama. Catatan: panjang lengan adalah jarak setiap beban dari sumbu putar

5. Menyimpangka batang kira-kira 2700_{, kemudian melepaskan sehingga terjadi osilasi.} Mencatat waktu yang ditunjukkan untuk 3 osilasi

6. Mengulangi langkah 5 sebanyak 10 kali

7. Menghitung waktu rata-rata nya kemudian hitung pula perioda osilasinya. Mencatat kedua hasil tersebut pada tabel 5.1

Tabel 1.1 Simpangan Alat Momen Inersia Untuk Setiap Penambahan Beban

m (g)

Simpangan, θ (ᵒ)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

θrat

50 32 30 31 30 30 31 30 31 30 31 30,6 100 60 59 61 60 60 59 61 60 61 60 60,1 150 92 94 92 92 94 92 92 92 92 92 92,4

Tabel 1.2 Periode Diri Alat Momen Inersia (T

_o

)

Waktu 3 Getaran (s)

_Periode

Diri To (s)

t

1

t

2

t

3

t

4

t

5

t

6

t

7

t

8

t

9

t

10

t

_rat

Tabel 2.1 Dimensi dan Momen Inersia Benda

No Nama Benda

Massa

(g)

Diameter

Luar (cm)

Diameter

Dalam

(cm)

Tinggi

(cm)

1

Bola Pejal

507,5

10.5

2

Silinder Pejal

504,5

7,7

14

3

Silinder

Berongga

499

7

6

6,3

4

Piringan 213

501

18

5

Piringan 714

495

22

6

Kerucut

493,5

14,5

13

Tabel 2.3 Perioda Untuk Setiap Benda

No

Nama Benda

Waktu 3 Getaran

T

(sekon)

t

1

t

2

t

3

t

4

t

5 1 Bola Pejal 2,55 2,58 2,56 2,58 2,59 0,857 2 Silinder Pejal 2,25 2,30 2,23 2,35 2,25 0,758 3 Silinder Berongga 2,79 2,75 2,80 2,81 2,79 0,929 4 Piringan 213 4,23 4,35 4,28 4,36 4,42 1,442 5 Piringan 714 5,49 5,30 5,26 5,50 5,25 1,786 6 Kerucut 2,97 2,80 3,01 2,80 3,01 0,972

Tabel 3.1 Perioda Piringan Untuk Setiap Pergeseran Sumbu h

h

(cm)

Waktu 3 Getaran (s)

T (s)

t

1

t

2

t

3

t

4

t

5

t

_rat

0 3,73 4,18 4,20 4,00 4,20 4,062 1,354 2.5 4,14 4,54 4,16 4,20 4,27 4,262 1,42 5 4,95 4,88 4,68 4,95 4,98 4,888 1,62 7.5 5,22 5,06 5,12 5,17 5,20 5,154 1,718 10 5,89 5,98 6,02 5,97 5,88 5,948 1,98

Tabel 4.1 Perioda Batang Untuk Setiap Pergeseran Sumbu h

Sumbu

Putar

Waktu 3 Getaran (s)

T (s)

t

1

t

2

t

3

t

4

t

5

t

6

t

7

t

8

t

9

t

10

t

_rat Melalui pusat 3,64 3,42 3,30 3,60 3,42 3,46 3,40 3,42 3,45 3,48 3,459 1,153 Melalui Ujung 6,16 5,98 5,86 6,07 6,03 6,05 6,10 6,18 6,20 6,10 6,073 2,02

Tabel 5.1 Perioda Dumbell

R

(cm)

Waktu Untuk 3 Getaran

T (s)

t1

t2

t3

t4

t5

t6

t7 t8 t9 t10 t

_rat 15 7,02 7,42 7,33 7,38 7,10 6,93 7,15 7,45 7,25 6,98 7,201 2,4 20 8,95 9,09 9,19 9,04 9,30 9,13 9,36 8,95 9,15 9,10 9,126 3,042 25 10,3 9 11,0 1 10,4 4 11,0 7 10,8 9 11,1 1 10,8 8 10,8 4 10,7 5 11,1 1 10,84 9 3,616

PENGOLAHAN DATA MOMEN INERSIA

Grafik simpangan terhadap torka 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 0.02 0.04 0.06 0.08 s i m p a n g a n ( θ ) torka

Grafik hubungan simpangan dengan torka

Kesalahan Relatif (KSR) %

m = 50 g

m = 100 g

m = 150 g

Tabel 1.3 Momen Inersia Diri Alat Momen Inersia

No

m (kg)

F (N)



(F x R)



_rat

(

0

₎



_(rad)

1

0.05

0.5

0.0225

2

0.1

1

0.045

3

0.15

1.5

0.0675

Tabel 2.4 Momen Inersia Benda Hasil Percobaan

No Nama Benda

( )

T (s)

( )

KSR (%)

1 Bola Pejal 0,896 2 Silinder Pejal 0,76 3 Silinder Berongga 0,864 4 Piringan 213 1,56 5 Piringan 714 1,874 6 Kerucut 1,02 68

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0 100 200 300 400 500 r2(m2) I (x 10-4) kg m2 Y-Values

1. Konstanta pegas memiliki hubungan yang berbanding lurus dengan

torka.berbanding terbalik dengan theta(θ).

2. Nilai momen inersia diri pada alat momen inersia dapat di peroleh

dengan persamaanIο= Tο², Dimana Tο adalah perioda diri alat

momen inersia yang diperoleh melalui persamaan T rata-rata

dibandingkan dengan frekuensi setiap getaran.

3. Nilai momen inersia suatu benda tergantung kepada nilai massa dan

jarak dari sumbu putarnya (r=Jarak).

4. Nilai momen inersia piringan untuk setiap pergeseran sumbu

putarnya(r=jarak).

5. Nilai momen inersia sebuah batang bergantung kepada panjang letak

dari sumbu putar(l) apakah diletakkan di ujung atau di pusat sumbu

,jika di ujung maka momen inersia akan semakin besar karena l besar

dan sebaliknya pada sumbu putar.

6. Nilai momen inersia dumbell tergantung kepada besarnya kuadrat

jarak dari sumbu(r²).

KESIMPULAN MOMEN

INERSIA