Hukum Kekekalan Momentum Sudut: Pengertian hingga Contohnya
Menyajikan beragam informasi terbaru, terkini dan mengedukasi.
·waktu baca 4 menit
Tulisan dari Kabar Harian tidak mewakili pandangan dari redaksi kumparan
PerbesarHukum kekekalan momentum sudut adalah salah satu hukum alam yang fundamental selain hukum kekekalan energi dan hukum kekekalan momentum linear. Hukum kekekalan momentum sudut banyak ditemukan dalam kehidupan sehari-hari. Contohnya adalah putaran yang dilakukan oleh penari es.
Sebagai suatu hukum fisika, hukum kekekalan momentum sudut tentunya memiliki model matematis yang disusun dari bunyi hukum tersebut.
Artikel ini akan membahas secara rinci mengenai hukum kekekalan momentum sudut, mulai dari pengertian, bunyi, rumus, dan contohnya. Simak uraian selengkapnya di bawah ini.
Pengertian Hukum Kekekalan Momentum Sudut
Hukum kekekalan momentum sudut merupakan analogi dari hukum kekekalan momentum linear. Jika dilihat kembali hukum Newton II untuk gerak translasi, akan berlaku hubungan yang serupa dengan hukum kekekalan momentum.
Hukum kekekalan momentum sudut adalah hukum yang menyatakan jumlah momentum sebelum dan sesudah menghasilkan tumbukan yang sama atau tetap.
Menurut Dr. Zikri Noer, S.Si, M.Si dan Dr. Indri Dayana, M.Si dalam Buku Fisika Mekanika, hukum kekekalan momentum adalah salah satu hukum dasar yang ada dalam ilmu fisika. Hukum ini menyatakan bahwa nilai momentum total ketika benda bertumbukan adalah konstan atau tidak berubah.
Bunyi Hukum Kekekalan Momentum Sudut
Hukum kekekalan momentum sudut menyatakan bahwa besaran momentum sudut merupakan besaran yang memiliki sifat yang kekal. Hal ini menjadikan hukum kekekalan momentum sudut menjadi sangat penting dalam ilmu fisika.
Dikutip dalam buku Asas-Asas Fisika yang diterbitkan oleh Yudhistira Ghalia Indonesia, berikut adalah bunyi dari hukum kekekalan momentum sudut:
Jika jumlah momen gaya yang bekerja pada sistem sama dengan nol, maka momentum sudut sistem itu konstan.
Hukum ini juga bisa diartikan sebagai suatu momentum sudut total pada benda yang berotasi akan tetap konstan jika torsi total yang bekerja padanya sama.
Rumus Hukum Kekekalan Momentum Sudut
Sebagaimana yang telah disebutkan sebelumnya, hukum kekekalan momentum sudut memiliki bunyi tertentu yang mana bunyinya diturunkan menjadi model matematis. Model matematis ini dikenal sebagai rumus hukum kekekalan momentum sudut.
Mengutip dari buku Kumpulan Rumus Terlengkap Matematika-Fisika-Kimia (Chapter 2 FISIKA) karya Wahyu Untara, kekekalan momentum sudut bisa dihitung menggunakan rumus:
L1 = L2
I1 x ω1 = I2 x ω2
Keterangan:
L = besaran momentum sudut
I = besaran momen inersia dari benda yang berputar
ω = kecepatan sudut.
Simbol I1 dan ω1 berturut-turut menunjukkan momen inersia dan kecepatan sudut terhadap sumbu putarnya pada saat awal, sedangkan I2 dan ω2 berturut-turut menujukkan momen inersia dan kecepatan sudut terhadap sumbu putarannya pada proses terakhir.
Agar lebih mudah dalam memahami hukum kekekalan momentum sudut, simak contoh soal momentum sudut di bawah ini.
Contoh Soal
Seorang atlet senam lantai memiliki momen inersia 4 kg m2 ketika kedua lengannya terlentang dan 2 kg m2 ketika merapat ke tubuhnya.
Pada saat lengannya terlentang, atlet tersebut berputaran dengan kelajuan putaran 3 putaran/s. Setelah itu, ia merapatkan tangan ke tubuhnya. Tentukan laju putaran atlet senam lantai tersebut ketika kedua lengannya merapat.
Jawaban:
Diketahui:
Momen inersia ketika lengan terlentang (I1) = 4 kg m2
Kecepatan sudut ketika lengan terlentang (ω1) = 3 putaran/s
Momen inersia ketika lengan merapat (I2) = 2 kg m2
Karena momen gaya luar sama dengan nol, maka laju putaran atlet ketika kedua lengannya merapat ke tubuh dapat diperoleh dari hukum kekekalan momentum sudut, yaitu:
I1 x ω1 = I2 x ω2
ω2 = = I1/12 x ω1
ω2 = 4/2 x (3)
ω2 = 6.
Maka, momen inersia ketika ketika lengannya merapat ke tubuh adalah 6 putaran/s.
Contoh Penerapan Hukum Kekekalan Momentum Sudut dalam Kehidupan Sehari-hari
Ada banyak peristiwa atau aktivitas keseharian yang menerapkan hukum kekekalan momentum sudut. Dikutip dari buku Fisika Sekolah I Berbasis Model POE2WE karya Dr. Nana, M.Pd, berikut adalah contoh penerapan hukum kekekalan momentum sudut dalam kehidupan sehari-hari.
Pemain ski es yang berputar di ujung sepatunya. Sebab torsi yang dilakukan oleh es kecil (dianggap nol), maka momentum sudut pemain ski adalah konstan.
Momentum atlet loncat indah ketika meninggalkan papan memberikan momentum sudut awal yang mana gaya tersebut tidak melalui pusat massa yang mencondongkan badannya ke depan saat akan meloncat.
Penari balet yang bertumpu pada satu kaki yang mana momentumnya terjadi ketika melakukan gerakan berputar dan merentangkan atau mengarahkan tangan ke arah dada.
Baca Juga: Pengertian dan Contoh Konveksi dalam Pelajaran Fisika
(SAI)
Frequently Asked Question Section
Apa saja simbol dari satuan momentum sudut?
Apa saja simbol dari satuan momentum sudut?
Simbol umum: L, dalam satuan pokok SI: kg m2 s−1, dimensi SI: M L2 T−1, dan turunan dari besaran lainnya: L = Iω = r × p.
Apa isi hukum kekekalan?
Apa isi hukum kekekalan?
Dalam ilmu fisika kuantum, terdapat suatu hukum kekekalan momentum yang memiliki bunyi, "Jika tidak ada resultan momen gaya luar yang bekerja pada sistem (Στ = 0), momentum sudut sistem adalah kekal (tetap besarnya)."
Apa rumus momentum sudut?
Apa rumus momentum sudut?
L = r x p atau L = r x mv dengan L= momentum sudut dari partikel, r = posisi dari partikel yang dinyatakan sebagai vektor perpindahan dari titik pusat, dan p atau mv = momentum linear dari partikel itu.