6 Contoh Soal Momen Inersia dan Jawabannya sebagai Bahan Belajar

Contoh Soal Momen Inersia Dan Jawabannya, Foto: Unsplash/gremlin.

Momen inersia adalah salah satu materi dalam pelajaran Fisika. Materi ini penting diketahui dan dipelajari sebelum masuk ke materi selanjutnya. Contoh soal momen inersia dan jawabannya bisa digunakan sebagai referensi dalam belajar.

Momen inersia juga dikenal dengan massa angular ataupun inersia rotasional. Momen inersia sering kali disingkat dengan huruf "I" dan memiliki satuan kilogram meter persegi (kg•m²) dalam sistem satuan internasional (SI).

Rumus Momen Inersia

Contoh Soal Momen Inersia Dan Jawabannya, Foto: Unsplash/agsandrew

Dikutip dari buku Fisika Universitas Jl. 1/10, Young & Freedman (2002: 279), rumus umum untuk menghitung momen inersia suatu benda bermassa m yang berotasi pada jarak r dari sumbu rotasi adalah:

I = m*r²

Keterangan:

I = Momen inersia (kg m2)

R = Jarak ke titik poros (m)

m = Massa (kg).

Contoh Soal Momen Inersia dan Jawabannya

Contoh Soal Momen Inersia Dan Jawabannya, Foto: Unsplash/agsandrew

Berikut tersaji 6 contoh soal momen inersia dan jawabannya secara lengkap sebagai bahan pembelajaran:

1. Tongkat penyambung tak bermassa sepanjang 4 m menghubungkan dua bola. Momen gaya inersia sistem jika diputar terhadap sumbu P yang berjarak 1 m di kanan bola A adalah...

Pembahasan:

Diketahui

Panjang tongkat = AB = 4 m

AP = ra = 1 m

PB = rb = 4 m - 1 m = 3 m

massa benda A (ma) = 2 kg

massa benda B (mb) = 1 kg

Ditanya momen inersia jika diputar di sumbu P = I =...?

Jawab:

Bola dianggap partikel maka: I = m.r²

I = Ia + Ib

I = ma.ra² + mb.rb²

I = 2 x 1² + 1 x 3² = 2 x1 + 1 x 9

I = 2 + 9 = 11 kg.m²

2. Tentukan momen inersia cakram pejal (padat) bermassa 20 kg dan berjari-jari 0,2 meter, jika sumbu rotasi berada di pusat cakram.

Pembahasan

Dik:

M = 20 kg

R = 0,2 meter

Dit: I?

Jawaban:

I = 1/2 . M . R2

I = 1/2 . 20 . 0,22

I = 1/2 . 20. 0,04

I = 0,4 kg . m2

3. Diberikan sebuah batang tipis dengan panjang 8 meter dan bermassa 480 gram. Jika momen inersia dengan poros di pusat massa batang adalah I = 1/12 ML2 tentukan besar momen inersia batang jika poros digeser ke kanan sejauh 2 meter!

Pembahasan

Dik:

L = 8 m

M = 480 gram = 0,48 kg

I(pusat) = 1/12 ML2

x = 2 meter

Dit: I(geser ke kanan 2 meter)?

Jawaban:

Ix = 1/12 ML2 + Mx2

Ix = 1/12 M (L2 + x2)

Ix = 1/12 . 0,48 (82 + 22)

Ix = 1/12 . 0,48 (64+4)

Ix = 1/12 . 0,48 (68)

Ix = 2,72 kg.m2

4. Hitunglah momen inersia cakram pejal (padat) yang memiliki massa 20 kg dan jari-jari 0,2 meter jika sumbu rotasi berada di pusat cakram!

Jawab:

Diketahui:

M = 20 kg

R = 0,2 meter

Ditanya:

I = ?

Dijawab:

I = 1/2 M.R²

I = 1/2.20.0,22

I = 1/2.20.0,04

I = 0,4 kg.m²

5. Sebuah benda berputar dengan jari-jari sebesar 0,5 m mengelilingi pusatnya dan massa dari benda tersebut adalah 10 kg. Maka, berapakah momen inersia dari benda tersebut?

Jawab:

m = 10 kg

r = 0,5 k m

I = ?

I = mr2

I = 10 . 0,52

I = 2,5 kg.m²

6. Sebuah batang silinder yang berputar melalui poros di ujung memiliki panjang batang sebesar 2 meter dan memiliki massa sebesar 9 kg. Tentukanlah berapa momen inersia pada batang silinder tersebut!

Jawab:

k batang silinder dengan poros di ujung = 1/3

m = 9 kg

L = 2 m

I = ?

I = km.L2

I =1/3 . 9 . 22

I = 3 . 4

I = 12 kg.m²

Baca Juga: Pengertian dan 7 Contoh Soal Vektor Fisika Kelas 11 beserta Jawabannya

Demikian uraian mengenai contoh soal momen inersia dan jawabannya dalam pelajaran Fisika. Perbanyaklah latihan soal agar lebih mudah memahaminya. (Umi)