MOMEN INERSIA PADA RODA GILA Abstrak
Momen inersia merupakan kemampuan suatu benda untuk mempertahankan kedudukan kedudukannya. nya. Momen Momen inersia adalah suatu ukuran ukuran resistansi/ resistansi/ kelembaman kelembaman sebuah benda benda terh terhad adap ap peru peruba baha han n dala dalam m gera gerakk rota rotasi si.. Sehi Sehing ngga ga pada pada moto motorr baka bakarr yang yang mamp mampu u manghasilkan tenaga untuk menggerakkan roda dapat menghasilkan perputaran roda yang rata dikarenakan dikarenakan dalam mesin tersebut tersebut terdapat terdapat roda gila yang mampu menyimpan menyimpan energi dari mesin dan akan dikeluarkan ketika tenaga mesin tersebut menurun. Kata kunci: momen inersia, roda gila. I.
Pendahuluan
II.
Suatu benda yang diam akan cenderung mempertahankan kedudukannya yang diam, begitu juga ketika benda bergerak maka akan tetap mempertahankan untuk berotasi atau melawan rotasi tersebut jika dari kondisi diam. Sifat ini dikarenakan benda memiliki sifat inersia [!. "omen inersia adalah sifat yang dimiliki oleh sebuah benda untuk mempertahankan posisinya dari gerak berotasi. Semakin besar nilai momen inersia suatu benda maka semakin sukar diputar[#!.Sebuah batang yang mempunyai panjang l dengan salaah satu ujungnya dijadikan poros berputar dan ujung yang lain menjadi tempat gaya diberikan pada benda tersebut. Karena ada gaya yang bekerja pada salah satu ujungnya dan mempunyai jarak antara poros putar dengan sumber gaya, maka timbulah torsi pada batang yang mengakibatkan batang tersebut bergerak. Sehingga kecepatan putar
sudut akan semakin besar apabila torsi yang bekerja pada batang semakin besar. Selain torsi yang berpengaruh pada kecepatan putar sudut pada batang, kelembaman (momen inersia) batang itu sendiri juga berpengaruh.
Sanga angatt berag eragam am apli aplika kasi si dari dari mome momen n iners inersia ia ini, ini, salah salah satu satuny nyaa yait yaitu u roda gila yang dipasang pada motor bakar yang yang berfun berfungsi gsi untuk untuk merata meratakan kan putaran putaran pada mesin. I I I.
$asar %eori "omen "omen inersia inersia adalah adalah sifat sifat yang yang dimiliki oleh seb sebuah bend enda untuk memper mempertah tahank ankan an posisis posisisnya nya dari dari gerak gerak berotasi [#!. "omen omen iner inersi siaa adal adalah ah ukura kuran n resis resista tans nsi& i& kele kelemb mbam aman an sebu sebuah ah bend bendaa terhadap perubahan dalam gerak rotasi['!. $ala $alam m gerak erak luru luruss dan gera gerak k parabola, misalnya, dengan menganggap benda sebagai partikel, karena ketika bergerak, setiap bagian benda itu memiliki kecepatan kecepatan (maksudnya (maksudnya kecepatan kecepatan linear) linear) yang sama. Ketika sebuah mobil bergerak, misal isalny nya, a, bagia agian n depan epan dan dan bagia agian n belakang mobil mempunyai kecepatan yang yang sama. sama. *adi *adi kita kita bisa bisa mengga menggangg nggap ap mobil seperti partikel alias titik.
Ketika sebuah benda melakukan gerak rotasi, kecepatan linear setiap bagian benda berbeda+beda. agian benda yang ada di dekat sumbu rotasi bergerak lebih pelan (kecepatan linearnya kecil), sedangkan bagian benda yang ada di tepi bergerak lebih cepat (kecepatan linear lebih besar). *adi , tidak bisa menganggap benda sebagai partikel karena kecepatan linear setiap bagian benda berbeda+beda ketika ia berotasi. $an kecepatan sudut semua bagian benda itu sama. -ntuk memudahkan dalam memahami momen inersia, tinjau sebuah partikel yang melakukan gerak rotasi, seperti dalam gambar .
tangensial (at), dengan persamaan 3ukum II 4ewton :
tan
................... ()
Karena partikel itu melakukan gerak rotasi, maka ia pasti mempunyai percepatan sudut. 3ubungan antara percepatan tangensial dengan percepatan sudut dinyatakan dengan persamaan :
$engan memasukkan persamaan kecepatan tangensial ke persamaan (), didapatkan:
5pabila mengalikan kedua ruas dengan r, maka:
ambar . Sebuah partikel berotasi mengelilingi sumbu yang berpusat dititik / "isalnya sebuah partikel bermassa m diberikan gaya 0 sehingga ia melakukan gerak rotasi terhadap sumbu /. Partikel itu berjarak r dari sumbu rotasi. mula+mula partikel itu diam (kecepatan 1 2). Setelah diberikan gaya 0, partikel itu bergerak dengan kecepatan linear tertentu. "ula+ mula partikel diam, lalu bergerak (mengalami perubahan kecepatan linear) setelah diberikan gaya. $alam hal ini benda mengalami percepatan tangensial. Percepatan tagensial merupakan percepatan linear partikel ketika berotasi. Kita bisa menyatakan hubungan antara gaya (0), massa (m) dan percepatan
Karena ruas kiri merupakan persamaan torsi, maka:
mr # adalah momen inersia partikel bermassa m, yang berotasi sejauh r dari sumbu rotasi. persamaan ini juga menyatakan hubungan antara torsi, momen inersia dan percepatan sudut partikel yang melakukan gerak rotasi. Istilah kerennya, ini adalah persamaan 3ukum II 4ewton untuk partikel yang berotasi. *adi "omen Inersia partikel merupakan hasil kali antara massa partikel itu (m) dengan kuadrat jarak tegak lurus dari sumbu rotasi ke partikel (r #). -ntuk
mudahnya, bandingkan dengan gambar di atas. Secara matematis, momen inersia partikel dirumuskan sebagai berikut :
ambar #. grafik dari torsi keluaran yang dihasilkan oleh engkol sebagai fungsi sudut engkol. I6.
"7%/$/8/I
Pada motor bakar, roda gila yang dipasang didalam mesin tersebut agar mesin menghasilkan putaran yang rata. Putaran roda gila yang merupakan output dari tenaga yang berupa dua putaran engkol. 9oda gila tersebut akan menyimpan energi kinetik yang berasal dari pertambahan tenaga dari mesin dan akan menambah energi ketika tenaga mesin turun, maka putaran roda dalam mesin akan menjadi rata. 6.
3asil dan Pembahasan
9oda gila merupakan massa yang berputar dan berfungsi sebagai penyimpan tenaga. Seperti pada motor bakar mendapat keuntungan dari roda gila ini yaitu putaran roda menjadi rata karena pada saat kelebihan tenaga, roda gila akan menyimpan tenaga tersebut berupa tenaga (energi kinetik) sedangkan pada saat kekurangan tenaga, roda gila memberikan tenaga (energi kinetik) yang disimpan tadi. erat roda gila dapat ditentukan dari energi yang harus disimpan pada roda tersebut dalam satu langkah tenaga (dua putaran engkol). Pada gambar #. $ibawah ini, grafik dari torsi keluaran yang dihasilkan oleh engkol sebagai fungsi sudut engkol.
8uasan arsiaran yang berada diatas garis nol, menunjukan terjadinya penambahan tenaga, berarti terjadi penambahan kecepatan. Sedangkan luasan arsiran yang berada dibawah garis nol menunjukan terjadinya pengurangan tenaga, berarti terjadi pengurangan kecepatan. *umlah luasan yang diarsir menunjukan keja mesin tiap langkah tenaganya (dua putaran). 8uas arsiran yang bekerja diatas garis nol yang paling tinggi adalah paling kiri dan yang paling rendah berada dibagian kanan. Penambahan kerja yang paling besar berada pada langkah tenaga pada 5 sampai ke . *adi, langkah tenaga yang paling besar adalah dititik sedangkan yang paling kecil dititik . Kemudian berat dari roda gila () yang diperlukan dengan menggunakan persaman:
$imana: 7 1 %enaga (energi kinetik) g 1 percepatan gra;itasi < 1 Koefisien fluktasi ; 1 kecepatan linear roda (m&s)
6I.
Kesimpulan "omen inersia merupakan sifat yang dimiliki oleh sebuah benda untuk mempertahankan posisinya dari gerak berotasi. Sehingga pada roda gila mempu menyimpan tenaga (energi) yang akan digunakan pada saat roda kekurangan tenaga. 7nergi yang disimpan pada roda gila ini merupakan tenaga yang dihasilkan bertambah. Sehingga berat yang yang dimiliki oleh roda gila berubah ketika energi yagn disimpan oleh roda gila berubah. ...Selesai...
