Konsep massa
telah lama dikenalkan dalam pelajaran di sekolah. Sehingga besaran massa ini
sudah tak asing lagi di telinga. Dalam
Kamus Besar Bahasa Indonesia pengertian massa dalam fisika yaitu ukuran
kuantitatif sifat kelembaman (inersia) benda. Atau boleh juga kita mengartikan massa sebagai
ukuran banyaknya jumlah partikel pada suatu benda. Disini kita dapat memahami
bahwa semakin besar massa maka semakin sulit benda itu digerakkan. Dan apabila
bendanya dalam keadaan bergerak, semakin besar massanya semakin sulit untuk
dihentikan geraknya.
Berdasarkan
hukum kedua Newton hubungan gaya massa dan percepatan gerak benda yaitu :
F = m.a
a = F/m
Percepatan
benda bergerak lurus bergantung dengan seberapa besar gaya yang diberikan dan
berbanding terbalik dengan massanya. Disini massa berperan pada gerak lurus.
Terus bagaimana peran massa pada benda bergerak melingkar. Hmmm Sama saja pada
gerak lurus, semakin besar massa semakin sulitpun benda digerakkan melingkar.
Tetapi ternyata bukan cuma massa yang mempengaruhi gerak pada lintasan
melingkar. Misalnya ada benda bermassa sama tetapi bentuknya berbeda (tongkat
panjang dan bola misalnya), kesukarannya untuk diputar berbeda. Begitu pula
dengan jarak titik yang diberikan gaya, misalnya pada daun pintu. Daun pintu
apabila didorong pada daerah ujung itu lebih mudah jika dibanding didorong pada
daerah tengah pintu. Dan tidak akan mungkin bergerak memutar apabila didorong
pada daerah engselnya (titik tumpu putar).
Olehnya itu
dipikirkan konsep baru yang berkaitan dengan kelembaman selain massa. Yaitu momen inersia, jadi momen inersia
adalah berkaitan dengan kesukarannya benda untuk digerakkan dengan lintasan
melingkar. Jadi selain dengan massa, bentuk benda juga berpengaruh pada
kelembamannya untuk bergerak melingkar. Contoh lain misalnya sebuah bola dengan
jari-jari yang sama, tetapi yang satu berbentuk bola pejal (padat) sedangkan
yang lainnya berongga, tentu memiliki momen inersia yang berbeda.
Disini kita
sudah memahami yang bagaimana yang dimaksudkan dengan momen inersia. Selanjutnya
akan kita coba turunkan momen inersia secara matematis.
Maka itu agar analogi
diatas sama pada gerak lurus maka I = m.r2
Keterangan :
Ek = Energi kinetik
(Joule)
m = massa (kg)
v = kecepatan
linear (m/s)
w = kecepatan
sudut (rad/s)
r = jari-jari
atau jarak dengan sumbu putar (m)
I = momen
inersia (kg m2 )
Coba
perhatikan penurunan rumus energi kinetik diatas yang dibawa dari energi kinetik
pada gerak lurus ke energi kinetic pada
gerak melingkar. Keduanya memiliki bentuk yang sama, dengan kata lain posisi
massa dan momen inersia berada pada definisi yang sama. Selanjutnya rumus dasar
momen inersia diatas I
= m.r2 akan
sedikit di modifikasi menjadi I
= k m.r2 , dimana
nilai k merupakan konstanta yang bergantung pada bentuk benda tersebut. Berikut
ini beberapa rumus momen inersia untuk beberapa bentuk benda beraturan.
