Bola yang menggelinding di atas bidang akan mengalami dua gerakansekaligus, yaitu rotasi terhadap sumbu bola dan translasi bidang yang dilalui. Oleh karena itu, benda yang melakukan gerak menggelinding memiliki persamaan rotasi dan persamaan translasi.
Besarnya energi kinetik yang dimiliki benda mengelinding adalah jumlah energi kinetik rotasi dan energi kinetik translasi. Kita akan mempelajari bola mengelinding pada bidang datar dan bidang miring.
Gerak Menggelinding pada Bidang Datar
Perhatikan Gambar!
Sebuah silinder pejal bermassa m dan berjari-jari R menggelinding sepanjang bidang datar horizontal. Pada silinder diberikan gaya sebesar F. Berapakah percepatan silinder tersebut jika silider menggelinding tanpa selip?
Jika silinder bergulir tanpa selip, maka silinder tersebut bergerak secara translasi dan rotasi.
Pada kedua macam gerak tersebut berlaku persamaan-persamaan berikut.
• Untuk gerak translasi berlaku persamaan
F – f = m a dan N – m g = 0
• Untuk gerak rotasi berlaku persamaan
T = I.a ( T = tau, a = percepatan sudut)
Karena silinder bergulir tanpa selip, maka harus ada gaya gesekan. Besarnya gaya gesekan pada sistem ini adalah sebagai berikut.
Jika disubstitusikan ke dalam persamaan F – f = m a, maka persamaanya menjadi seperti berikut.
Contoh Soal dan Pembahasan
Sebuah bola pejal bermassa 10 kg berjari-jari 70 cm menggelinding di atas bidang datar karena dikenai gaya 14 N. Tentukan momen inersia, percepatan tangensial tepi bola, percepatan sudut bola, gaya gesekan antara bola dan bidang datar, serta besarnya torsi yang memutar bola!
Pembahasan:
Diketahui : m = 10 kg; R = 70 cm = 0,7 m ; F = 14 N
Penyelesaian:
Sumber: BSE Fisika 2 Setya Nurachmandani
إرسال تعليق