7/21/2019 Kerangka Pengembangan Media Pembelajaran Kuz
1/8
KERANGKA PENGEMBANGAN MEDIA PEMBELAJARAN
Standar kompetensi:
siswa mampu menerapkan konsep dan prinsip pada mekanika klasik system kontinu (benda tegar
dn fluida) dalam penyelesaian masalah.
Kompetensi dasar:
Menformulasikan hubungan antara konsep torsi, momentum sudut, dan momen inersia,
berdasarkan hukum II Newton serta penerapannya dalam masalah benda tegar
Indiator Materi KM! Media "eskripsi Keterangan
p.keras p.lunak
o Memformulasika
n pengaruh torsi
pada sebuah
benda dalam
kaitannya
dengan gerak
rotasi benda
tersebut
o Memformulasikan momen inersia
untuk berbagai
bentuk benda
tegar
o Memformulasika
n hukum
kekekalan
momentum sudut
pada gerak
rotasi.
o Mengungkap
analogi hukum II
Newton tentang
terlampi
r
Siswa
mendengarka
n guru
menga#ar
serta adanya
diskusi saat
pembela#aran
dimulai
Menggunaka
n animasi
$aptop
$d
proyekto
r
"ata
atau isi
dari
materi
yang
disampa
ikan
berbent
uk
softopy
7/21/2019 Kerangka Pengembangan Media Pembelajaran Kuz
2/8
gerak translasi
dan gerak rotasi
o Menganalisis
dinamika rotasi
benda tegar
untuk berbagai
keadaan
o Menganalisis
gerak
menggelinding
tanpa slip
M%&'I:
. M*M'N +%%
a. -engertian
-ada gerak translasi, penyebab ter#adinya gerak translasi adalah gaya. -ada gerak rotasi
penyebab berputarnya benda adalah momen gaya ( torka atau torsi).
!eberapa ke#adian seharihari yang beraitan dengan momen gaya:
. Memberi gaya (/) pada pegangan pintu dalam arah tegak lurus pintu (gambar a)
0. Memberi gaya (/) pada pegangan pintu dalam arah sudut 1 2 3 (gambar b)54. Memberi gaya (/) pada pegangan pintu pada bagian tengah pintu (gambar )
3. Memberi gaya (/) pada pegangan pintu dalam arah se#a#ar dengan daun pintu
(gambar d)
!erdasarkan teori mengenai perkalian antara gaya dengan lengan gaya (#arak terpendek
diukur dari posisi gaya bekera terhadap pusat putar benda tegar) didefinisikan sebagai
momen gaya (5) dibaa 6tau7.
5 2 / 8 l
7/21/2019 Kerangka Pengembangan Media Pembelajaran Kuz
3/8
Seara umum #ika kita member gaya (/) pada batang %! yang pan#angnya r dan gaya
tersebut membentuk sudut 1 trhadap 9etor r maka besar momen gaya adalah:
5 2 / 8 l
gambar batang homogen yang diberi gaya / :
/
b. %rah momen gaya
%rah momen gaya dapat ditentukan dengan aturan tangan kanan. ika ibu #ari melipat
#ari#ari tangan kanan, maka arah ibu #ari menun#ukan arah momen gaya dan arahputaran keempat #ari kanan menyatakn arah putaran dari arah r ke arah /.
5
/
r
sesuai dengan per#an#ian yang umum igunakan maka momen gaya dibri tanda
positif apabila gaya (/) benda enderung berputar berlawanan arah #arum #am dandiberi tanda negate #ika berputar searah dengan #arum #am. -er#an#ian tersebut diambil
dengan alasan bahwa sudut putar selalu diambil dari arah sumbu 8 positif memutar
berlawanan arah #arum #a. &etapi per#an#ian tersebut tidak berlaku mutlak. Satuan
momen gaya ( N.m)
0. M*M'N IN'SI%
5 2 / r sin 1
5 sin 1
7/21/2019 Kerangka Pengembangan Media Pembelajaran Kuz
4/8
"alam hokum I Newton telah kita pela#ari bahwa benda yang dalam keadaan
diam atau bergerak lurus beratutan aan tetap diam atau bergerak lurus beraturan.
Keenderungan untuk mempertahankan posisi atau keadaannya dinamakan inersia dan
ukuran yang menyatakan keenderungan dinamakan massa.;ontoh: saat kita akan mendorong lemri kayu dan lemari besi. $emari besi
enderung lebih besr untuk mempertahankan posisinya dibandingkn dengan lemari kayu
karena massa besi lebih besar dari massa kayu walaupun ukuran keduanya sama.
-ada gerak rotasi, benda #uga memiliki keendrungan untuk mempertahankan
posisi dan kedudukannya. ;ontoh: gerakan bulan berotasi mengelilingi bumi.
Keenderungan seperti itu dinamakan mome inersia.
ik masa yang kita tin#au hanya terkandung pada #umlah kandungan
7/21/2019 Kerangka Pengembangan Media Pembelajaran Kuz
5/8
diameter &an' melalui pusat
. Silinder p#al terhadap diameter
&an' melalui pusat
I ! / MR"+ 1$1" ML"
0 Batan' tipi terhadap 'aris
te'ah lurus &an' melalui pusat
I ! 1$1" ML"
Batan' tipis terhadap 'aris
lurus melalui salah satu u#un'
I ! 1$% MR"
2 Kulit (la tipis terhadap
diameter
I ! "$% MR"
3 B(la pe#al terhadap diameter I ! "$. MR "
14 Bal(5 pe#al erhadap sumu
&an' melalui pusat te'a5 lurus
pada permu5aan
I ! 1$1" M *a" + ",
4. M*M'N&=M S="=& "%N M*M'N +%%-ada gerak translasi momentum didefinisikan sebagai perkalian antara massa
dengan keepatan ( p 2 m.9). ika partikel tersebut bergerak rotasi, maka besarnya
momentum terhadap sudut putar dinamakan momentum sudut yang dilambangkan
dengan $ dan dideinisikan sebagai hasil kali momentum partikel terhadap #arak
partikel ke sumbu putarnya.-ernyataan tersebut di atas dapat ditulis seara matematis sebagai berikut:
$ 2 p 8
$ 2 m 9 8 $ 2 m > 0
$ 2 m 0>
$ 2 I >
?=!=N+%N -';'-%&%N S="=& "'N+%N M*M'N +%%Momen gaya meyebabkan benda bergerak rotasi. Silinder dipengaruhi oleh gaya
yang arahnya menyinggung permukaan silinder dari tali dan besarnya tetap.
Momen gaya ini beker#a pada item / . momen gaya ini memberikan perepatan
sudut pada silinder shingga ter#adi perubahan keepatan sudutnya.
5 2 /.
/ 2 m.a ( ?ukum II Newton)
5 2 m.a.
7/21/2019 Kerangka Pengembangan Media Pembelajaran Kuz
6/8
a 2 1.
maka,
5 2 m. 0.1
5 2 I. 1
?=K=M K'K'K%$%N M*M'N&=M S="=&
ika ditin#au dari gerak rotasi mka berlaku hubungan:
/ 2 m.a 2 m.dv
dt 2d (mv)dt
"engan gaya (/) merupakan perubahan momentum persatuan waktu. ika ditin#au
momen gaya yang beker#a pada ebuah benda:
5 2 I 1 2 I .d
dt 2d (I)dt 2
dL
dt
berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa:
. Momen gayagaya yang beker#a pada benda berbanding lurus dengan erubahan
momentum sudut benda0. ika pada benda tidak ada momen gaya yang beker#a, maka momentum sudut benda
tetal ($2 konstan).
-ernyataan di atas dikelnal dengan hukum kekekalan momentum. -ada $ 2 I>
dengan I bertambah besar akan mengakibatkan > berkurang.
I> 2 I00
Sebagai aplikasi:
Seorang penari balet sedang berputar di tempat. Ia akan berputar lebih epat #ika
menarik tangannya ke dekat badan.
Namun sebaliknya, #ika ia
mengembangkan kedua tangannya
berarti ia memperbesar momen
inersianya yang mengakibatkan
keepatan sudutnya mengeil.
7/21/2019 Kerangka Pengembangan Media Pembelajaran Kuz
7/8
3. 'N'+I KIN'&IK *&%SI
'nergi kinetik benda yang bergerak rotasi dapat dianggap sebagai #umlah energy
onetik mesingmasing partikel penyusunnya. -ada saat benda tegar diputar
dengan keepatan sudut >, maka seluruh partikel yang menyusun benda itu
bergerak dengan keepatan sudut >. 'nergi kinetik rotasi benda tegar merupakan
pen#umlahan energy kineti tiap partikel.
'k 2 @ m90
ika keepatan singgung 9 2 > , maka
'k 2 @ m >00
'k 2 @ m 0>0
!esar energi kinetik rotasi benda tegar adalah:
'k 2 @ I >
0
'k total 2 @ >0i
Ii
+%!=N+%N +'%K *&%SI "%N &%NS$%SI
-ada bendabenda yag melakukan gerak trannlasi sekaligus gerak rotasi, misalnya:. Sebuah bola kaki yang bergerak menggelinding isepak oleh pemain bola
0. Sebuah tong bergerak menggelinding dari punak bukit menu#u kaki bukit
Maka terdapat 0 maam gerakan kombinasi energi kinetik system, yaitu:. 'nergi kinetik rotasi 2 @ I >0 (> 2 keepatan sudut dengan pusat putaranya
melalui pusat massa
0. 'nergy kinetik translasi 2 @ m 90 ( energi kinetik ini merupakan energy gerak
translasi pusat massa )
+'%K M'N++'$IN"IN+ ( !'+=$I &%N-% S$I-) Sebuah bola dengan #ari A #ari yang menggelinding sepan#ang bidang datar. ika
gerakan bola yang menggelinding tidak slip, maka gerakan rotasi dan translasinya dapat
dihitung.
-ada saat bola berputar dan membuat sudut , maka titik kontak bola dengan
bidang bergeser se#auh s.
s 2
?al yang sama ter#adi pada pusat massa bola yang #uga bergerak seauh s. hubunga
antara keepatan pusat massa dengan keepatan rotasi dapat dinyatakan dengan:
7/21/2019 Kerangka Pengembangan Media Pembelajaran Kuz
8/8
9 2ds
dt 2 d
dt
9 2 >
kondisi menggelinding dalam perepatan linier dan anguler:
dy
dt 2 dw
dt
a 2 1
gambar:
a. Menun#ukan bola bergerak translasi tanpa rotasi yang mengakibatan punak dan dasar
bola bergerak bersama dengan keepatan yang sama.
b. !ola bergerak rotasi tnp translasi yang menyebabkan punak bola bergerak ke kanan
dengn kela#uan 9 2 relati9e terhadap pusat yang diam.c. Memperlihatkan bola yamg bergerak menggelinding tanpa slip yang merupakan
kombinasi antara gerak translasi dengan gerak rotasi. -ada saat itu pusat bola
bergerak dengan kela#uan 9, sedangkan punak bola bergerak dengan kela#uan 09 dan
dasar bola diam.
Top Related