Jika Bola, Silinder, dan Cincin Balapan; Mana yang Finish Duluan?

Jika bola pejal, silinder pejal, bola berongga dan cincin dengan jari-jari yang sama besar (R), massa yang sama besar (m) dan bergelinding dari ketinggian yang sama (H) pada bidang miring –kasar– dari keadaan diam; mana yang finish duluan? Dengan asumsi geraknya tanpa slip dan tidak ada gangguan dari luar.
Nah, untuk memahami dan menjawab pertanyaan di atas, kita perlu dua konsep fisika, pertama adalah hukum kekekalan energi mekanik (gabungan energi potensial dan energi kinetik), kedua adalah konsep momen inersia.
Oke, kita mulai dari analisis hukum kekekalan energi mekanik, untuk kasus ini kita ambil acuannya adalah garis finish untuk setiap analisis benda di atas: bola, silinder dan cincin.

Modal energi setiap benda-benda di atas adalah energi potensialnya yaitu sebesar mgH. Nah, sekarang kita harus tahu bentuk energi kinetik setiap benda di atas, karena energi mgH inilah yang akan ditukar menjadi energi kinetik dan selanjutnya kita dapat mengetahui kecepatan setiap benda di atas untuk menjawab pertanyaan balapan ini.
Mari kita lanjutkan. Karena benda-benda di atas bergelinding, artinya energi kinetik benda-benda di atas adalah gabungan energi kinetik translasi dan energi kinetik rotasinya, secara matematis dapat ditulis sebagai berikut:
Maka
Kita tahu bahwa
Didapatlah
Terlihat bahwa kecepatan benda-benda tersebut menggelinding ke bawah adalah 
Ternyata kecepatannya bergantung pada momen inersia (I), lebih tepatnya kecepatan benda-benda tersebut berbanding terbalik terhadap I; karena bola, silinder dan cincin memiliki momen inersia yang berbeda walaupun massa dan jari-jari mereka sama, maka dapat diketahui benda mana yang lebih dulu sampai ke garis finish jika momen inersia mereka diketahui.
Pada rumus energi kinetik rotasi kita menyinggung besaran fisika momen inersia (I), apa sih momen inersia itu? Secara sederhana, momen inersia adalah ukuran kemalasan suatu benda untuk berotasi atau berhenti dari rotasinya. Momen inersia bola pejal, silinder pejal, bola berongga, dan cincin untuk kasus ini –tanpa berkomentar dari mana asalnya– adalah
Momen inersia setiap benda di atas dengan massa dan jari-jarinya sama. Karena kecepatan benda-benda itu berbanding terbalik terhadap momen inersia, maka benda yang memiliki kecepatan yang paling besar di setiap titik adalah benda dengan momen inersia yang paling kecil, yaitu bola pejal.
Secara intuisi, tanpa menurunkan rumus kecepatan benda-benda di atas, kita dapat mengetahui benda mana yang sampai finish duluan asalkan kita tahu momen inersia setiap benda tersebut. Bola pejal memiliki momen inersia yang paling kecil menunjukkan bahwa bola pejal lebih mudah untuk berotasi (dan bergelinding) dibanding benda-benda lain di atas yang memiliki momen inersia yang lebih besar, artinya bola pejal lebih dulu sampai ke garis finish.

Keterangan:
Biru: silinder pejal
Hijau : cincin
Kuning : bola pejal
Merah : bola berongga





4 comments :

  1. Agen Bola Sbobet | Agen Judi Casino | Sabung Ayam Terpercaya

    Agen Taruhan Judi Online Terbaik, Aman Dan Terpercaya Tunggu Apa lagi ?
    Yuk Gan Gabung Bersama Bolacasino88.com

    Pelayanan Yang Professional Dan Ramah
    Di Jamin 100% Tidak Adanya BOT Dan ADMIN.

    - Daftar GRATIS
    - Minimal Deposit 20.000
    - Minimal Withdraw 50.000

    Dapatkan Hot Promo Yang Kami Berikan :

    - Bonus Deposit 5000
    - Bonus Refferal Seumur Hidup
    - Bonus Sportsbook 100%
    - Cashback Sportbook 5% - 15%
    - Bonus Deposit Games 10%
    - Cashback Games 5%
    - Bonus Komisi Casino 0,8%

    NB : Syarat Dan Ketentuan Berlaku

    Nikmati 1 ID Untuk Semua Games Seperti :

    - Sports
    - Live Casino
    - Togel
    - Poker
    - Slot Games
    - Nomor
    - Financial
    - Sabung Ayam

    Untuk Informasi Lebih Lanjut Silahkan Hubungi CS Kami Di :

    - Live Chat 24 Jam Online
    - No Tlp ( +855962671826 )
    - BBM ( 2BF2F87E )
    - Yahoo ( cs_bolacasino88 )
    - Skype ( bola casino88 )
    - WhatsApp ( +855962671826 )
    - Twitter ( @bolacasino88 )
    - Instagram ( bolacasino88 )

    ReplyDelete
    Replies
    1. Tobalah sebelum terlambat karena perbuatan tersebut Allah SWT sangat membencinya dan termasuk dosa besar

      Delete

Silahkan Tulis Komentar Kamu :)