KOMPAS.com - Kejadian yoyo yang ditarik dan kemudian menggelinding merupakan salah satu contoh Hukum Newton pada dinamika rotasi.
Dikutip dari buku Wangsit (Pawang Soal Sulit) HOTS UTBK SBMPTN Saintek 2021 (2020) oleh Tim Tentor Master, Hukum Newton dalam dinamika rotasi menjelaskan hubungan antara momen gaya (τ) dengan percepatan sudut (α).
Berikut rumus Hukum Newton dalam dinamika rotasi:
∑τ = I x α
Keterangan:
τ = Momen gaya (identik dengan besaran F dalam hukum Newton)(Nm)
I = Momen inersia (identik dengan besaran m dalam hukum Newton)(kg.m²)
α = Percepatan sudut (identik dengan besaran a dalam hukum Newton)(rad/s²)
Baca juga: Rumus Momen Inersia menurut Bentuk Benda
Contoh soal
Yoyo bermassa m ditarik dengan gaya F yang tidak terlalu besar, sehingga yoyo menggelinding murni, seperti pada gambar.
Jika momen inersia yoyo r = 0,6 mR² jari-jari poros yoyo r = 0,2 R, maka percepatan sudut yoyo adalah ....
A. F/mR
B. 0,8 F/mR
C. 0,6 F/mR
D. 0,5 F/mR
E. 0,4 F/mR
Diketahui:
I = 0,6 mR²
r = 0,2R
Ditanya:
α = ....?
Baca juga: Menentukan Gaya Sentripetal Dengan Jari-Jari dan Percepatan Sudut
Pembahasan:
Yoyo tersebut dapat menggelinding murni karena lantai kasar (ada gaya gesek fg)
Syarat menggelinding murni ∑τ = I α dan ∑F = ma.
Pertama, kita hitung ∑τ = I aα
fg.R - 0,2F.R = 0,6.mR² α
fg - 0,2F = 0,6 ma
fg = 0,2F + 0,6ma
Selanjutnya, kita mencari alfa dengan rumus sigma F = ma.
∑ F = ma
F-fg = ma
F-0,2F-0,6ma = ma
1,6ma = 0,8F
a = 0,5F/m
α = 0,5 F/mR
Jadi, percepatan sudut yoyo tersebut adalah 0,5 F/mR. Jawaban (D).
Baca juga: Momen Inersia: Pengertian dan Faktor yang Memengaruhinya
Dapatkan update berita pilihan dan breaking news setiap hari dari Kompas.com. Mari bergabung di Grup Telegram "Kompas.com News Update", caranya klik link https://t.me/kompascomupdate, kemudian join. Anda harus install aplikasi Telegram terlebih dulu di ponsel.