Momen Gaya dan Momen Inersia

1. Momen Gaya 

Apakah kalian sudah mengetahui tentang momen gaya? Coba kalian amati roda yang berputar, pintu yang berotasi membuka atau menutup atau permainan roda putar di pasar malam. Mengapa semua itu bisa berputar atau berotasi? 

Besaran yang dapat menyebabkan benda berotasi itulah yang dinamakan momen gaya atau torsi.

Momen gaya merupakan besaran yang dipengaruhi oleh gaya dan lengan. Untuk lebih jelasnya silahkan lihat gambar berikut ini.

Untuk memutar baut diperlukan lengan d dan gaya F. Besar momen gaya  didefinisikan sebagai hasil kali antara gaya yang bekerja dengan lengan yang saling tegak lurus. 

Bagaimana jika membutuhkan sudut tertentu? Besarnya dapat memenuhi persamaan berikut.

Momen inersia merupakan besaran vektor. Besarnya memenuhi persamaan tersebut dan arahnya sesuai kaedah tangan kanan seperti pada gambar berikut ini

(a) Kaedah tangan kanan (b) arah torsi dan arah rotasi.

2. Momen Inersia

Pada gerak rotasi ini, kalian dikenalkan besaran baru lagi yang dinamakan  momen inersia. 

Inersia berarti lembam atau mempertahankan diri. Momen inersia berarti besaran yang nilainya tetap pada suatu gerak rotasi. Besaran ini analog dengan massa pada gerak translasi atau lurus.

Besarnya momen inersia sebuah partikel yang berotasi dengan jari-jari R seperti pada gambar berikut ini 

Gambar tersebut didefinisikan sebagai hasil kali massa dengan kuadrat jari-jarinya.

 

Untuk sistem partikel atau benda tegar memenuhi hubungan berikut.

 

k adalah nilai konstanta inersia yang besarnya tergantung pada suhu dan bentuk bendanya.

Beberapa benda berotasi dengan sumbu dan nilai konstanta inersia k yaitu seperti pada gambar berikut.