ENERGI ROTASI

Energi Rotasi

Energi rotasi adalah energi kinetik yang dimiliki oleh suatu benda karena gerak rotasinya. Sama seperti benda yang bergerak lurus memiliki energi kinetik translasi, benda yang berputar juga memiliki energi kinetik rotasi.

---

Rumus Energi Rotasi

Energi rotasi dirumuskan sebagai:Erot=12Iω2E_{\text{rot}} = \frac{1}{2} I \omega^2Erot​=21​Iω2

di mana:

• ErotE_{\text{rot}}Erot​ = energi rotasi (Joule, JJJ)
• III = momen inersia benda (kg·m²)
• ω\omegaω = kecepatan sudut benda (rad/s)

---

Penjelasan Komponen

1. Momen Inersia (III):
   • Menunjukkan bagaimana massa benda didistribusikan terhadap sumbu rotasinya.
   • Untuk benda tertentu, III tergantung pada bentuk benda dan jarak massa dari sumbu rotasi.
     • Contoh:
       • Silinder pejal: I=12mr2I = \frac{1}{2} m r^2I=21​mr2
       • Cincin tipis: I=mr2I = m r^2I=mr2
2. Kecepatan Sudut (ω\omegaω):
   • Menunjukkan seberapa cepat benda berputar.

---

Perbandingan dengan Energi Kinetik Translasi

Energi kinetik translasi (EtransE_{\text{trans}}Etrans​) untuk benda bergerak lurus adalah:Etrans=12mv2E_{\text{trans}} = \frac{1}{2} m v^2Etrans​=21​mv2

Pada benda yang berputar, gerakannya bisa berupa kombinasi translasi dan rotasi. Energi totalnya adalah:Etotal=Etrans+ErotE_{\text{total}} = E_{\text{trans}} + E_{\text{rot}}Etotal​=Etrans​+Erot​ Etotal=12mv2+12Iω2E_{\text{total}} = \frac{1}{2} m v^2 + \frac{1}{2} I \omega^2Etotal​=21​mv2+21​Iω2

---

Contoh Perhitungan Energi Rotasi

Contoh 1: Silinder Pejal yang Menggelinding

Sebuah silinder pejal dengan massa 2 kg dan jari-jari 0.5 m berputar dengan kecepatan sudut 10 rad/s. Berapa energi rotasinya?

Langkah-langkah:

1. Hitung momen inersia (III):I=12mr2=12(2)(0.5)2=0.25 kg\cdotpm2I = \frac{1}{2} m r^2 = \frac{1}{2} (2) (0.5)^2 = 0.25 \, \text{kg·m}^2I=21​mr2=21​(2)(0.5)2=0.25kg\cdotpm2
2. Hitung energi rotasi (ErotE_{\text{rot}}Erot​):Erot=12Iω2=12(0.25)(10)2=12.5 JE_{\text{rot}} = \frac{1}{2} I \omega^2 = \frac{1}{2} (0.25) (10)^2 = 12.5 \, \text{J}Erot​=21​Iω2=21​(0.25)(10)2=12.5J

Jawaban: Energi rotasinya adalah 12.5 J12.5 \, \text{J}12.5J.

---

Contoh 2: Roda Sepeda

Roda sepeda berbentuk cincin tipis dengan massa 1 kg dan jari-jari 0.3 m berputar dengan kecepatan sudut 20 rad/s. Berapa energi rotasinya?

Langkah-langkah:

1. Hitung momen inersia (III):I=mr2=(1)(0.3)2=0.09 kg\cdotpm2I = m r^2 = (1) (0.3)^2 = 0.09 \, \text{kg·m}^2I=mr2=(1)(0.3)2=0.09kg\cdotpm2
2. Hitung energi rotasi (ErotE_{\text{rot}}Erot​):Erot=12Iω2=12(0.09)(20)2=18 JE_{\text{rot}} = \frac{1}{2} I \omega^2 = \frac{1}{2} (0.09) (20)^2 = 18 \, \text{J}Erot​=21​Iω2=21​(0.09)(20)2=18J

Jawaban: Energi rotasinya adalah 18 J18 \, \text{J}18J.

---

Aplikasi Energi Rotasi dalam Kehidupan Sehari-Hari

1. Mesin dan Generator:
   • Rotor dalam generator listrik memiliki energi rotasi besar yang dikonversi menjadi energi listrik.
2. Kendaraan:
   • Roda kendaraan memiliki energi rotasi, yang memengaruhi akselerasi dan pengereman.
3. Giroskop dan Stabilitas:
   • Energi rotasi dalam giroskop digunakan untuk menjaga keseimbangan pada pesawat, kapal, atau satelit.
4. Olahraga:
   • Dalam olahraga seperti senam atau skating, atlet menggunakan energi rotasi untuk melakukan putaran dengan kecepatan tinggi.
5. Planet dan Satelit:
   • Planet seperti Bumi memiliki energi rotasi yang memengaruhi siang-malam serta dinamika atmosfer.