Momen Inersia – Bagi masyarakat awam, istilah “momen inersia” ini akan terdengar asing dan bahkan tidak mengetahui definisi pastinya. Hal itu wajar saja, sebab istilah tersebut umumnya ditemukan pada disiplin ilmu Fisika yang mana tidak semua orang mempelajarinya.
Namun jika mendengar nama “Isaac Newton”, pasti sebagian besar orang akan langsung mengetahui bahwa nama tersebut adalah milik seseorang yang menemukan teori tentang gravitasi dalam Fisika. Nah, Isaac Newton ternyata tidak hanya menemukan teori gravitasi yang selalu digambarkan dengan kelapa jatuh dari pohonnya saja lho, tetapi juga menciptakan teori Hukum Newton yang berkaitan dengan adanya kelembaman alias inersia.
Contoh sederhana dari terjadinya sebuah kelembaman alias inersia ini adalah permainan gasing yang diputar, permainan roller coaster, hingga permainan skateboard. Lantas, apa sih momen inersia dalam kajian ilmu Fisika itu? Apa pula rumus untuk menghitung momen inersia ini? Apa saja contoh perwujudan dari momen inersia dalam kehidupan sehari-hari? Nah, supaya Grameds memahaminya, yuk segera simak ulasan berikut ini!
https://blog.praxilabs.com/
Daftar Isi
Apa Itu Momen Inersia?
https://blog.praxilabs.com/
Sebelum memahami apa itu momen inersia, ada baiknya jika Grameds mengerti secara perlahan akan definisi dari kelembaman alias inersia ini, baik dari segi istilah maupun bahasa.
Istilah “inersia” berasal dari bahasa Latin yakni “iners” yang berarti ‘lembam’ atau ‘malas’. Secara sederhana, kelembaman alias inersia ini menjurus pada ketahanan benda fisik ketika menolak adanya perubahan gerak. Dilansir dari belajarmipa.com, inersia ini pun dapat diartikan sebagai gaya untuk menahan benda yang mulanya diam menjadi tetap diam atau benda yang tetap bergerak dengan kecepatan konstan.
Nah, kelembaman atau inersia ini ternyata sudah pernah disinggung oleh seorang filsuf terkenal, Galileo Galilei yang menyatakan bahwa pada dasarnya semua benda itu berada dalam keadaan diam. Apabila benda tersebut bergerak, itu berarti ada pengaruh yang berasal dari luar.
Singkatnya, kecenderungan benda untuk “mempertahankan diri” itulah yang disebut sebagai inersia. Semakin besar kelembaman alias inersia yang dimiliki oleh suatu benda, maka benda tersebut cenderung semakin susah dipercepat maupun diperlambat gerakannya. Sementara itu, kata “momen” pada istilah “momen inersia” ini mengacu peristiwa-peristiwa yang berkenaan dengan adanya kelembaman atau inersia di sekitar kita.
Lalu, apakah ada hubungannya kelembaman atau inersia ini dengan cabang ilmu fisika? Tentu saja ada, khususnya pada Hukum Newton I yang dicetuskan oleh Isaac Newton, penemu teori gravitasi. Dalam Hukum Newton I menyatakan bahwa “Kelembaman adalah sifat dasar dari sebuah benda, yaitu benda akan mempertahankan keadaannya”.
Contoh sederhana nih, ketika kita duduk terdiam di mobil yang tengah berjalan, kemudian tiba-tiba sang supir mengerem secara mendadak karena ada kucing lewat, maka tubuh kita akan langsung terdorong ke depan ‘kan? Nah, itulah wujud dari adanya kelembaman atau inersia.
Secara umum, istilah “inersia” ini dapat juga mengacu pada ‘jumlah hambatan terhadap perubahan kecepatan’, yang mana diidentifikasikan sebagai massa. Seperti yang dikatakan oleh Galileo Galilei sebelumnya, semua benda itu pada dasarnya akan tetap diam, kecuali jika dikenakan oleh gaya luar (dalam artian gaya netto = 0) yang bergerak dengan kecepatan tetap. Nah, atas dasar itulah, dapat disimpulkan bahwa,
“Momen inersia adalah ukuran kelembaman suatu benda untuk berotasi pada porosnya. Besaran momen inersia itu bergantung pada bagaimana bentuk benda dan posisi sumbu putarnya.”
Keberadaan hal ini berperan besar dalam dinamika rotasi, seperti massa dalam dinamika dasar, menentukan hubungan antara momentum sudut (pusat sudut) dengan kecepatan sudut, menentukan hubungan antara momen gaya (torsi) dengan percepatan sudut, dan lainnya. Berhubung momen inersia ini masih dalam cangkupan fisika, maka tentu saja memiliki lambang khusus yakni I atau J.
Hubungan Antara Inersia dengan Massa
Apakah Grameds tahu bahwa kelembaman alias inersia ini memiliki hubungan dengan massa benda? Yap, besaran kelembaman alias inersia itu bergantung pada besaran massa benda pula. Semakin besar massa benda tersebut, maka akan semakin besar pula ukuran kelembaman alias inersianya. Begitu pula dengan semakin besar ukuran nilai kelembaman pada sebuah benda, maka dibutuhkan kekuatan besar pula untuk menghentikan benda tersebut.
Misalnya nih, ada sebuah mobil sedan dan truk pengaduk semen yang tengah dalam berhenti. Untuk memindahkan kedua kendaraan tersebut dengan kecepatan sama, tentu saja dibutuhkan kekuatan berbeda supaya mobil sedan dan truk pengaduk semen itu dapat bergerak. Jika sudah seperti itu, pasti Grameds paham dong bahwa kekuatan untuk mendorong mobil sedan jauh lebih sedikit daripada kekuatan untuk mendorong truk pengaduk semen.
Keberadaan Momen Inersia Pada Benda Titik
Pada disiplin ilmu Fisika, terdapat sebutan untuk benda-benda yang dikenai kelembaman alias inersia ini yakni benda titik dan benda tegar. Perbedaan yang mencolok antara benda titik dan benda tegar adalah perubahan jarak yang terdapat pada sistemnya. Pada benda titik, gerak sistemnya memiliki 2 jenis yaitu 1) Gerak Pusat Massa; dan 2) Gerak Relatif.
Dilansir dari superprof.co.id, adanya momen inersia pada suatu benda itu dipengaruhi oleh massa dan jarak terhadap titik putar. Itulah mengapa, rumusnya pun sebenarnya merupakan hasil kali massa suatu partikel benda terhadap kuadrat jarak dari titik poros. Nah, semakin jauh jarak massa benda terhadap poros, maka akan semakin besar pula momen inersia alias kelembaman yang dimilikinya. Dalam hal ini, rumus yang digunakan adalah:
| I = m.r2 |
Keterangan:
I = momen inersia (kg.m2)
m = massa benda (kg)
r = jarak partikel ke sumbu putar (m)
Keberadaan Momen Inersia Pada Benda Tegar
Umumnya, benda tegar adalah suatu benda yang tidak mengalami adanya perubahan bentuk, terutama setelah mendapatkan gaya rotasi. Selama berotasi itu, partikel-partikel yang ada di dalam benda tegar akan bergerak dalam ruangan yang memiliki lintasan lingkaran, sehingga posisinya pun akan relatif tetap satu sama lain. Proses tersebut juga membuat benda tegar tidak memperoleh energi kinetis ketika dalam gerak translasi. Acuan gerak melingkar yang terjadi pada suatu benda tegar itulah yang disebut dengan momen inersia.
Yap, keberadaan momen inersia selain dipengaruhi oleh massa dan jarak (seperti pada benda titik), juga dipengaruhi oleh bagaimana bentuk benda. Bentuk bola pejal cincin, bentuk silinder, bentuk bola berongga, dan lainnya itu juga memiliki ukuran nilai momen inersia masing-masing. Bahkan rumusnya pun juga berbeda-beda pada setiap masing-masing bentuk benda.
Rumus Menghitung Momen Inersia
Secara umum, rumus menghitungnya adalah:
| I = m.r2 |
Keterangan:
I = momen inersia (kg.m2)
m = massa benda (kg)
r = jarak partikel ke sumbu putar (m)
Rumus Momen Inersia Pada Benda Tegar
Sebelumnya, telah dijelaskan bahwa keberadaan ukuran kelembaman ini selain dipengaruhi oleh massa dan jarak (seperti pada benda titik), juga dipengaruhi oleh bagaimana bentuk benda. Yap, ukuran kelembaman pada bentuk benda itu memiliki nilai masing-masing dan rumusnya pun berbeda bergantung bagaimana bentuk benda tersebut. Nah, berikut ini beberapa rumus menghitung momen inersia pada benda-benda tegar yang memiliki bentuk beragam.
| Bentuk Benda | Poros | Gambar | Rumus Momen Inersia |
| Batang | Pusat |  |
I = (1/12) m.l2 |
| Batang | Ujung |  |
I = (⅓) m.l2 |
| Bola Berongga | Melalui diameter |  |
I = (⅔) m. r2 |
| Bola Pejal | Melalui diameter |  |
I = (⅖) m. R2 |
| Silinder Pejal | Sumbu silinder |  |
I = (½) m. R2 |
| Tabung Silinder | Sumbu tabung |  |
I = (½) m. (R12 + R22) |
| Batang Tipis | Melalui diameter |  |
I = (1/12) m. (a2 + b2) |
| Cincin Tipis | Melalui pusat dan tegak lurus jari-jari |  |
I = m. R2 |
Pada benda-benda tegar tersebut, ada beberapa hal yang perlu diperhatikan terutama pada rumus untuk benda berbentuk batang silinder, yakni:
- Jika benda-benda tegar berbentuk bola dikalikan dengan kuadrat dari jari-jari, maka pada benda tegar berbentuk batang silinder dikalikan dengan panjang dari batang. Panjang dari batang silinder tersebut memiliki simbol huruf L dengan satuan meter (m).
- Jika pada benda-benda tegar berbentuk segitiga atau segiempat, dikalikan dengan panjang sisi dan satuannya ada meter (m).
Contoh Soal Momen Inersia
- Sebuah benda berputar dengan jari-jari sebesar 0,5 m mengelilingi pusatnya dan massa dari benda tersebut adalah 10 kg. Maka, berapakah momen inersia dari benda tersebut?
JAWAB:
Diketahui: m = 10 kg; r = 0,5 k m
Ditanya: I
Penyelesaian:
⇔ I = m.r2
⇔ I = 10.0,52
⇔ I = 2,5
Jadi, momen inersia pada benda tersebut adalah 2,5 kg.m2
- Sebuah bola pejal memiliki jari-jari sebesar 0.5 m, dan memiliki massa sebesar 50 kg, tentukanlah momen inersia dari bola pejal tersebut!
JAWAB:
Diketahui: k = ⅖; m = 50 kg; r = 0,5 m
Ditanya: I
Penyelesaian:
⇔ I = k.m.r2
⇔ I = ⅖. 50. 0,52
⇔ I = 20. 0,25
⇔ I = 5
Jadi, momen inersia pada bola pejal tersebut adalah 5 kg.m2
- Sebuah batang silinder yang berputar melalui poros di ujung memiliki panjang batang sebesar 2 meter dan memiliki massa sebesar 9 kg. Tentukanlah berapa momen inersia pada batang silinder tersebut!
JAWAB:
Diketahui:
k batang silinder dengan poros di ujung = ⅓
m = 9 kg; L = 2 m;
Ditanya: I
Penyelesaian:
⇔ I = k.m.L2
⇔ I = ⅓. 9. 22
⇔ I = 3.4
⇔ I = 12
Jadi, momen inersia yang terdapat pada batang silinder tersebut adalah 12 kg.m2
Perwujudan Momen Inersia Dalam Kehidupan Sehari-Hari
Keberadaan momen inersia ini tidak hanya sekadar teori dan rumus saja lho, tetapi juga ada perwujudannya yang sering kita temui dalam kehidupan sehari-hari ini. Nah, berikut ini adalah beberapa contoh perwujudan momen inersia yang terjadi di dalam kehidupan sehari-hari.
1. Keberadaan Satelit
https://studiousguy.com/
Apakah Grameds tahu bahwa keberadaan satelit yang bergerak di luar angkasa itu termasuk perwujudan dari momen inersia? Yap, pada dasarnya satelit adalah sebuah objek yang berada di luar angsa dan selalu bergerak memutar di sekitar objek yang lebih besar tanpa henti. Mengapa satelit bergerak memutari objek yang lebih besar tanpa henti? Itu dikarenakan adanya gerak inersia yang membuatnya bergerak terus-menerus secara memutar.
2. Buah dan Daun yang Jatuh Dari Pohon
https://studiousguy.com/
Perwujudan kedua dari momen inersia adalah jatuhnya buah dan dedaunan dari pohon ketika dahan pohon tersebut digundang. Keadaan dahan pohon ketika belum digoyang, pasti akan terdiam. Lalu, ketika dahan pohon diguncang, maka akan mulai bergerak dan mempengaruhi buah dan daun yang mulanya dalam keadaan diam. Setelah itu, buah dan daun-daun tersebut akan jatuh dari pohon.
3. Debu Di Karpet
https://studiousguy.com/
Perwujudan dari momen inersia yang ketiga adalah debu-debu yang berjatuhan dari karpet ketika tengah dibersihkan. Ketika hendak membersihkan karpet, pasti Grameds akan memukul atau menebasnya menggunakan sapu lidi ‘kan? Nah, karpet yang mulanya diam, kemudian bergerak tetapi partikel debu masih dalam keadaan diam alias dalam keadaan inersia awal. Setelah karpet ditebas berulang-ulang menggunakan sapu lidi, maka partikel debu akan berjatuhan.
4. Terdorong Maju Ketika Mobil Mengerem Mendadak
https://studiousguy.com/
Apakah Grameds pernah naik kendaraan umum, baik itu angkot maupun bus, kemudian tubuh akan terdorong maju ketika sang sopir mengerem secara mendadak? Nah, itu juga dapat menjadi perwujudan dari adanya momen inersia dalam kehidupan sehari-hari.
5. Mengaduk Susu di Gelas
https://studiousguy.com/
Ketika hendak menyeduh susu, pasti Grameds akan mengaduknya terlebih dahulu ‘kan? Nah, saat proses mengaduk air susu tersebut, pasti akan nampak “arus”-nya masih berputar, walaupun kita sudah berhenti mengaduk. Nah, itu juga dapat menjadi perwujudan dari momen inersia yang membuat “aliran arus” susu masih tetap bergerak, bahkan setelah proses mengaduk selesai.
6. Atlet yang Berlari Sebelum Melakukan Lompat Jauh
https://studiousguy.com/
Apakah Grameds pernah mencoba lompat jauh ketika masih duduk di bangku sekolah? Biasanya, praktik ini dilakukan untuk memenuhi Kompetensi Dasar di mata pelajaran Penjaskes. Nah, ketika hendak melakukan lompat jauh, kita pasti akan melakukan lari ancang-ancang dong. Lari ancang-ancang dimana kita diminta untuk berlari sekuat tenaga kemudian berhenti di titik tertentu, kemudian baru melompat ke bak pasir. Momen ketika kita berlari kemudian berhenti itulah yang menjadi perwujudan dari inersia.
Nah, itulah ulasan mengenai apa sih momen inersia beserta rumus dan contoh perwujudannya dalam kehidupan sehari-hari. Apakah Grameds bisa menyebutkan contoh perwujudan dari momen inersia lainnya?
Sumber:
https://www.sampoernaacademy.sch.id/
https://studiousguy.com/inertia-examples/
Baca Juga!
- Bunyi Hukum Newton Beserta Contoh dan Penerapannya
- Pengertian dan Rumus dari Teori Kinetik Gas
- Sejarah Hukum Archimedes Beserta Contoh Soal dan Penerapannya
- Rumus Gaya Gesek: Pengertian, Jenis, Contoh Soal, dan Manfaatnya
- Hukum Kepler 1, 2, 3 dan Hubungannya dengan Hukum Newton
- Mengenal Teori Planetesimal Dalam Pembentukan Planet
- Rumus Tegangan Tali Beserta Soal dan Pembahasannya
- 10 Contoh Perpindahan Panas Secara Konveksi Dalam Kehidupan Sehari-Hari
- Pengertian Muatan Listrik dan Jenis-Jenisnya
