Home / Fisika / Momentum Sudut

Momentum Sudut

  • 9 min read
Loading...

Penulis : Deyan Prashna, Departemen Fisika, FMIPA, Universitas Indonesia 2016

Momentum sudut merupakan suatu keadaan yang menyatakan benda yang bergerak rotasi dengan kcepatan sudut tertentu. Momentum sudut merupakan besaran vektor. Momentum sudut berbeda dengan momentum linear, momentum sudut memiliki hubungan dengan momen inersia dan torsi. Terdapat hukum kekekalan momentum sudut yang menyatakan momentum sudut dari benda yang berotasi. Arah momentum sudut dapat ditentukan berdasarkan aturan tangan kanan maupun kiri. Momentum sudut ada sebagai penyeimbang dari benda yang berotasi dimana momentum sudut menyatakan keadaan benda yang berotasi.

Apa yang kamu ketahui tentang momentum sudut? Momentum sudut itu terjadi pada benda yang berotasi loh, kenapa ya momentum sudut itu bisa timbul? Lalu, bagaimana perhitungannya? Yuk, simak artikel ini untuk mengetahui jawabannya.

Pengertian Momentum Sudut

Momentum termasuk kedalam besaran vektor (memiliki nilai dan arah). Momentum juga termasuk kedalam besaran turunan dari massa.

Satuan momentum dalam sistem SI adalah kgm/s. Momentum merupakan perkalian dari besaran vektor (kecepatan)

Loading...
dan besaran skalar (massa).

Berikut rumus dari momentum:

rumus momentum

dimana 1 merupakan momentum (kgm/s), 2 merupakan massa benda (kg), dan 3 merupakan kecepatan gerak benda (m/s).

Momentum hanya dimiliki oleh benda bermassa. Perlu diketahui bahwa massa itu berbeda dengan berat.

Massa merupakan ukuran banyaknya partikel yang terdapat pada suatu benda yang tidak dipengaruhi oleh gaya gravitasi bumi. Momentum dapat didefinisikan sebagai suatu keadaan yang menyatakan posisi dari suatu benda baik benda itu bergerak atau pun diam.

Dalam fisika, momentum lebih condong diartikan sebagai keadaan yang menyatakan suatu benda bergerak dengan kecepatan tertentu. Momentum dapat dibedakan menjadi momentum linear dan momentum sudut.

Momentum linear atau sering disebut sebagai momentum saja dinyatakan pada pers. (1). Sedangkan momentum sudut akan dibahas pada artikel ini.

Momentum sudut atau disebut juga momentum angular merupakan suatu keadaan yang menyatakan benda bergerak dengan kecepatan sudut tertentu pada suatu lintasan yang bergerak melingkar (berotasi). Benda tersebut berotasi terhadap sumbu putarnya pada suatu jarak tertentu.

Momentum sudut hanya berlaku untuk benda yang bergerak rotasi. Arah dari momentum sudut dapat ditentukan dengan menggunakan aturan tangan baik tangan kanan maupun tangan kiri.

Perhatikan ilustrasi berikut.

penentuan arah momentum sudut

Pada momentum linear, arah momentum sama dengan arah gerak benda. Tetapi, pada momentum sudut arah momentumnya berbeda dengan arah gerak benda.

Arah momentum sudut tegak lurus dengan arah gerak benda.

Besar momentum sudut akan sebanding dengan massa benda dan kecepatan benda. Jadi, semakin besar massa dan kecepatan benda maka akan semakin besar momentum sudut benda, dan sebaliknya.

Perlu kamu ketahui bahwa kecepatan pada momentum sudut bukan merupakan kecepatan linear, tetapi kecepatan sudut. Kecepatan sudut adalah kecepatan yang dimiliki oleh suatu benda yang bergerak rotasi.

Besar momentum sudut akan konstan jika gaya yang bekerja pada bendanya konstan. Hal ini sebagaimana hukum Newton I yang menyatakan bahwa suatu benda akan bergerak konstan atau tetap diam jika resultan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol.

Maksud dari angka nol bahwa total gaya yang bekerja sama dengan nol dan bukan berarti tidak ada gaya yang bekerja. Berikut rumusnya:

dimana 5 merupakan resultan gaya (N).

Bagi kamu yang ingin mempelajari lebih dalam mengenai hukum Newton, maka kamu dapat membaca artikel hukum Newton (gerak). Momentum sudut dapat dihubungkan dengan torsi (momen gaya) dan memiliki hubungan dengan momen inersia.

Rumus Momentum Sudut

Momentum sudut suatu benda yang berotasi dapat dinyatakan sbb:

rumus momentum sudut

dimana 8 merupakan momentum sudut 9 , merupakan momen inersia 10 , dan 11 merupakan kecepatan sudut (rad/s).

Semakin besar momen inersia dan kecepatan sudut yang bekerja pada suatu benda yang berotasi, maka akan semakin besar momentum sudutnya, dan sebaliknya. Momen inersia merupakan ukuran kecenderungan suatu benda untuk mempertahankan kelembamannya (keadaannya) atau jika dianalogikan untuk gerak rotasi adalah ukuran kecenderungan sautu benda untuk mempertahankan gerak rotasinya terhadap sumbu rotasi.

Berikut rumus momen inersia:

rumus momen inersia

Loading...
Loading...

dimana 19 merupakan momen inersia 14 , 16 merupakan massa benda (kg), dan 18 merupakan jarak gaya yang diberikan pada benda terhadap sumbu geraknya (m).

Bagi kamu yang ingin mempelajari lebih dalam tentang momen inersia, maka kamu dapat membaca artikel monen inersia.

Rumus dari kecepatan sudut sbb:

rumus kecepatan momentum sudut

dimana 21 merupakan kecepatan sudut (rad/s), 22 merupakan kecepatan gerak benda (m/s), dan 24 merupakan jarak benda terhadap sumbu putar (m).

Pers. (4) dan (5) dapat digabungkan ke pers. (3), sbb:

pers momentum sudut

atau

dimana 33 merupakan momentum sudut 32 , 35 merupakan massa benda (kg), 35 merupakan jarak gaya yang diberikan pada benda terhadap sumbu geraknya (m), 37 merupakan kecepatan gerak benda (m/s), dan 36 merupakan momentum linear (kgm/s).

Perlu diketahui bahwa pers. (6) dan (7) menunjukkan hubungan momentum sudut dengan momen inersia.

Hubungan Momentum Sudut dengan Momen Gaya (Torsi)

Berikut rumus dari torsi yang berhubungan dengan momentum sudut:

rumus momen gaya

dimana 37 merupakan torsi (Nm), 38 merupakan momentum sudut 39 , dan 40 merupakan waktu (s).

Semakin besar momentum sudut maka akan semakin besar torsi, dan sebaliknya. Berdasarkan pers. (8), torsi merupakan besaran turunan dari momentum sudut terhadap waktu atau dapat dikatakan momentum sudut merupakan integral dari torsi terhadap waktu.

Bagi kamu yang ingin mempelajari torsi, maka kamu dapat membaca artikel momen gaya (torsi).

Hukum Kekekalan Momentum Sudut

Momentum sudut berhubungan dengan torsi. Hukum kekekalan momentum sudut menyatakan bahwa jika torsi yang bekerja pada benda yang bergerak rotasi adalah konstan, maka besar momentum sudutnya juga konstan.

Berikut rumusnya dimana terdapat dua momentum sudut sebagai momentum sudut awal dan akhir:

rumus kekekalan momentum sudut awal dan akhir

dimana 39 merupakan momen inersia pada keadaan awal 40 , 41 merupakan kecepatan sudut pada keadaan awal (rad/s), 46 merupakan momen inersia pada keadaan akhir 43 , dan 47 merupakan kecepatan sudut pada keadaan akhir (rad/s).

Momentum sudut timbul pada suatu benda yang berotasi karena momentum sudut tegak lurus terhadap arah gerak benda. Arah momentum sudut sama seperti arah pada gerak sentripetal (gerak yang menuju ke luar dari sumbu rotasi).

Momentum sudut sebagai penyeimbang dari gerak benda yang berotasi agar benda tersebut dapat berotasi. Ketika benda berputar dengan semakin cepat maka momentum sudutnya juga akan semakin besar, karena sebagai penyeimbang dari gerak rotasinya.

Pada benda yang berotasi juga akan timbul gaya sentrifugal (gaya yang menuju pusat rotasi) dan gaya sentripetal (gaya yang menuju arah ke luar atau tegak lurus terhadap gaya sentrifugal). Gaya sentrifugal dapat menyebabkan benda berotasi dan keadaannya dinyatakan dalam bentuk momentum sudut.

Jadi, dapat disimpulkan bahwa momentum sudut merupakan suatu keadaan yang menyatakan benda bergerak dengan kecepatan sudut tertentu pada suatu lintasan yang bergerak melingkar (berotasi). Momentum sudut hanya dimiliki oleh benda yang berotasi.

Momentum sudut dapat timbul dari suatu benda yang berotasi karena berperan sebagai penyeimbang dari gerak benda yang berotasi terhadap adanya gaya sentrifugal benda. Momentum sudut memiliki hubungan dengan momen inersia dan torsi.

Semakin besar momen inersia, maka akan semakin besar mometum sudut, dan sebaliknya. Semakin besar torsi yang bekerja pada benda berotasi maka akan semakin besar momentum sudutnya, dan sebaliknya.

Momentum sudut awal benda akan sama besar dengan momentum sudut akhir benda jika torsi yang diberikan konstan.

Demikian pembahasan artikel ini mengenai momentum sudut. Semoga pembahasannya mudah dimengerti dan dapat menjawab pertanyaan kamu terkait momentum sudut.

Sekian, terimakasih.

Daftar Pustaka

  • Adminami01. 2020. Rumus Momentum Sudut, Gaya Linier dan Dimensi. Diperoleh dari https://rumusrumus.com/rumus-momentum-sudut/#Momentum_Sudut (diakses pada 4 Juli 2020).
  • Ayo Sekolah Fisika. Hukum Kekakalan Momentum Sudut. Diperoleh dari https://www.ayo-sekolahfisika.com/2016/01/hukum-kekekalan-momentum-sudut.html (diakses pada 4 Juli 2020).
  • Fisika Zone. 2014. Momentum Sudut. Diperoleh dari http://fisikazone.com/momentum-sudut/ (diakses pada 4 Juli 2020).
  • Prashna, Deyan. 2020. Hukum Newton (Gerak). Diperoleh dari https://bacaboy.com/hukum-newton/ (diakses pada 4 Juli 2020).
  • Prashna, Deyan. 2020. Momen Gaya (Torsi). Diperoleh dari https://bacaboy.com/momen-gaya/ (diakses pada 4 Juli 2020).
  • Prashna, Deyan. 2020. Momen Inersia. Diperoleh dari https://bacaboy.com/momen-inersia/ (diakses pada 4 Juli 2020).
  • Sereliciouz. 2019. Momentum dan Impuls – Fisika Kelas 11. Diperoleh dari https://www.google.com/amp/s/www.quipper.com/id/blog/mapel/fisika/momentum-dan-impuls-fisika-kelas-11/amp/ (diakses pada 4 Juli 2020).
  • Sunendar, Tatang. Momentum. Diperoleh dari https://www.google.com/amp/s/www.kompasiana.com/amp/tatangsunendar/momentum_57b94689ab9273360f54f0ed (diakses pada 4 Juli 2020).

Baca juga

Loading...
Loading...