FISIKA 11

Contoh sederhana tentang dinamika rotasi yang dapat dijelaskan
dengan Hukum II Newton adalah gerak putaran katrol. Kita tahu, katrol
sering digunakan untuk mengangkat atau memindahkan benda. Ketika
digunakan untuk mengangkat benda, katrol berputar pada sumbunya.
Dengan kata lain, katrol melakukan gerak rotasi. Perhatikan Gambar
5.10.
Gaya apakah yang menyebabkan katrol berotasi? Gaya pada tali
yang digunakan atau gaya yang menyinggung katrol menyebabkan katrol
berotasi. Pada pembahasan di depan, kita telah menemukan persamaan:
∑ τ= I α
Persamaan tersebut merupakan persamaan Hukum II Newton untuk
gerak rotasi. Jika persamaan tersebut diterapkan pada gerak katrol, kita
mendapatkan persamaan berikut.
FTr f r=Iα
−
Jika katrol licin, maka f diabaikan, sehingga:
FTr=Iα Bagaimanakah kita mencari FT ? Untuk mencari FT kita harus tahu
arah gerak benda. Gerak benda mempunyai dua kemungkinan yaitu
bergerak ke bawah atau bergerak ke atas.
a. Jika benda bergerak ke bawah
Jika benda bergerak ke bawah, maka berlaku Hukum II Newton
seba gai berikut.
w – FT = ma
mg – FT = ma
FT = mg – ma
Kita juga tahu hubungan a dan α, yang dinyatakan dengan
a = α r
Jadi, persamaan rotasi pada katrol dapat dituliskan sebagai berikut.
( mg −ma)
r = Iα
mgr −m(
αr) r = Iα
2
mgr −mr
α= Iα
2
mgr= ( I +mr ) α
Momentum Sudut dan Keseimbangan Benda Tegar 173
T
F T FT
m
w
F T
Gambar 5.10 Skema gayagaya
yang bekerja pada
katrol.
r