Momen Inersia (ppt) 335r1s

Tujuan

Pengolahan Data

Pembahasan

Kesimpulan

MOMEN INERSIA

MOMEN INERSIA 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 Θ1. Mengulangi langkah ini sebanyak 3 kali. Mencatat hasilnya pada tabel 1.1 4. Menambahkan beban berikutnya dan mencatat hasilnya pada tabel 1.1 sebagai Θ2. 5. Melakukan langkah 4 untuk simpangan Θ3, Θ4 dan seterusnya sampai Θ10.

Menentukan momen inersia diri alat momen inersia 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Menegakkan kembali alat momen inersia. Membuka benang yang terpasang pada dudukan silinder. Mengatur posisi jarum penunjuk pada alat momen inersia pada skala tertentu. Menyimpangkan dudukan silinder sebesar 2700 kemudian melepaskan sehingga terjadi gerakan bolak-balik / osilasi. Mengamati pencacah waktu. Disini dapat digunakan stopwatch untuk menghitung waktu untuk 3 getaran, kemudian mencatat hasilnya pada tabel 1.2 sebagai t1. Mengulangi langkah diatas kemudian mencatat waktunya t2,t3,…..t1o. Menghitung waktu 3 getaran, kemudian menghitung periode osilasi tersebut dan mencatat pada tabel 1.2 sebagai T0.

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 t1. 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 2700, 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 8. Melakukan langkah 7 untuk jarak r berikutnya 20 cm dan 25 cm!

Tabel 1.1 Simpangan Alat Momen Inersia Untuk Setiap Penambahan Beban

Simpangan, θ (ᵒ) m (g)

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 (To) Waktu 3 Getaran (s) t1

t2

t3

t4

t5

t6

t7

t8

t9

t10

trat

1,29 1,30 1,26 1,30 1,29 1,28 1,27 1,28 1,26 1,29 1,282

Periode Diri To (s)

0,427

Tabel 2.1 Dimensi dan Momen Inersia Benda

No Nama Benda 1 2 3 4 5 6

Bola Pejal Silinder Pejal Silinder Berongga Piringan 213 Piringan 714 Kerucut

Massa (g) 507,5 504,5

Diameter Diameter Tinggi Dalam Luar (cm) (cm) (cm) 10.5 7,7 14

499

7

501 495 493,5

18 22 14,5

6

6,3

13

Tabel 2.3 Perioda Untuk Setiap Benda

No

Nama Benda

Waktu 3 Getaran

t1

t2

t3

t4

t5

T (sekon)

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

Waktu 3 Getaran (s)

h (cm)

t

t

t

t

t

trat

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

1

2

3

4

5

T (s)

Tabel 4.1 Perioda Batang Untuk Setiap Pergeseran Sumbu h

Sumbu Putar

Waktu 3 Getaran (s) T (s) t1

t2

t3

t4

t5

t6

t7

t8

t9

t10

trat

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) t1

Waktu Untuk 3 Getaran

T (s) t2

t3

t4

t5

t6

t7

t8

t9 t10

trat

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 11,0 10,4 11,0 10,8 11,1 10,8 10,8 10,7 11,1 10,84 9 1 4 7 9 1 8 4 5 1 9 3,616

PENGOLAHAN DATA MOMEN INERSIA

Grafik simpangan terhadap torka

Grafik hubungan simpangan dengan torka

(

100 s 90 80 i 70 m 60 p 50 a θ 40 n 30 20 g 10 a 0 n )

Y-Values

0

0.02

0.04 torka

0.06

0.08

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)

1

0.05

0.5

0.0225

2

0.1

1

0.045

3

0.15

1.5

0.0675

rat (0)

 (rad)

Tabel 2.4 Momen Inersia Benda Hasil Percobaan No Nama Benda

(

)

T (s)

1

Bola Pejal

0,896

2

Silinder Pejal

0,76

3

Silinder Berongga

( )

KSR (%)

0,864

4

Piringan 213

1,56

5

Piringan 714

1,874

6

Kerucut

1,02

68

0.08 0.06 r2(m2) 0.04 0.02 0

Y-Values 0

100

200 300 I (x 10-4) kg m2

400

500

KESIMPULAN MOMEN INERSIA

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).