Simulic
Bahasa Indonesia

Momen inersia dan τ = Iα – praktikum rotasi, momentum sudut, dan benda menggelinding

FisikaGaya dan dinamikaUsia 15–16

Memuat…

Gunakan di kelas saya ✨ Sesuaikan dengan AI Laporkan masalah

Laboratorium virtual dinamika rotasi. Beban yang jatuh, terikat pada tali yang dililitkan di tromol, memutar batang dengan dua beban geser, cakram pejal, atau cincin; gerbang cahaya mencatat waktu jatuh untuk menentukan percepatan sudut α, torsi τ, dan momen inersia I = τ/α, lengkap dengan tabel hasil, grafik α–τ, dan batang energi. Layar Momentum sudut memungkinkan Anda menarik beban mendekati poros meja putar yang berputar atau menjatuhkan cincin ke atasnya; layar Menggelinding mengadu cincin, bola berongga, silinder pejal, dan bola pejal pada bidang miring.

Pelajaran: Dinamika rotasi: torsi, momen inersia, percepatan sudut, energi kinetik rotasi, dan momentum sudut

Yang ditunjukkan

Torsi membuat benda berputar makin cepat, sama seperti gaya mempercepat benda: τ = Iα. Momen inersia I bergantung pada sebaran massa terhadap poros, I = Σmr², sehingga menjauhkan beban atau memakai cincin alih-alih cakram membuat torsi yang sama menghasilkan percepatan sudut yang lebih kecil. Beban yang jatuh kehilangan energi potensial gravitasi, yang berubah menjadi energi kinetiknya sendiri, energi kinetik rotasi ½Iω², dan usaha melawan gesekan. Tanpa torsi luar, momentum sudut L = Iω kekal.

Cara menggunakan

Pada tab Praktikum τ = Iα, pilih Rotor, atur Beban gantung m, Jari-jari tromol r, dan Tinggi jatuh h, lalu tekan Lepaskan; setiap percobaan menambah satu baris di tabel. Ulangi dengan nilai m lain dan baca I dari grafik α terhadap τ. Pada tab Momentum sudut, tekan Putar, lalu seret beban atau gunakan Jarak R, atau tekan Jatuhkan cincin. Pada tab Menggelinding, atur Sudut kemiringan lalu tekan Lepaskan.

Parameter yang dapat diubah

  • Layar Praktikum τ = Iα, Kekekalan momentum sudut, Menggelinding pada bidang miring
  • Rotor Batang dengan 2 beban, Cakram pejal, Cincin
  • Massa beban gantung m 20–500 g
  • Jari-jari tromol r 1–4 cm
  • Massa tiap beban geser 50–400 g
  • Jarak beban ke poros R 4–24 cm
  • Massa cakram atau cincin M 0,2–2 kg
  • Jari-jari cakram atau cincin R 5–20 cm
  • Tinggi jatuh h 0,3–1 m
  • Gesekan pada poros
  • Sudut kemiringan θ 5–40 °

Pertanyaan untuk dijelajahi

  1. Mengapa torsi dari tali sebesar m(g − a)r dan bukan mgr, dan kapan keduanya hampir sama?
  2. Bagaimana momen inersia dan percepatan sudut berubah jika beban digeser dari 20 cm ke 10 cm?
  3. Mengapa bola pejal menggelinding turun lebih cepat daripada cincin yang massa dan jari-jarinya sama?

Simulasi terkait