Tujuan Pembelajaran :

1. Mendefinisikan momentum sudut

2. Menjelaskan contoh penerapan hukum kekekalan momentum sudut dalam kehidupan sehari-hari

Untuk memahami materi ini, perhatikan penjelasan berikut :

Ketika suatu sistem bergerak translasi, sistem tersebut akan memiliki momentum yang arahnya sama dengan arah kecepatan sistem. Apakah hal yang sama berlaku untuk sistem yang berotasi? Sistem yang berotasi memiliki momen inersia yang analog dengan massa, dan memiliki kelajuan sudut yang analog dengan kelajuan linier. Jika kedua besaran tersebut dikalikan muncullah sebuah besaran baru yang dinamakan momentum sudut. Arah momentum sudut ini akan sama dengan arah kecepatan sudut sistem yang berotasi. Arahnya mengikuti kaidah tangan kanan. Semakin cepat benda berotasi, semakin tinggi pula momentum sudut sistem. Dan semakin besar momen inersia semakin tinggi pula momentum sudut benda. Dalam persamaan matematis, persamaan momentum sudut dapat dituliskan sebagai berikut:

dimana :

L = momentum sudut

I = momen inersia (kg.m^2)

w = kecepatan sudut (rad/s)

L menunjukkan momentum sudut (kg m.m/s), I menunjukkan momen inersia (kgm.m), dan omega menunjukkan kecepatan sudut rad/s. Selama sistem tidak mengalami torsi dari luar, momentum sudut sistem akan kekal atau nilainya tetap. Keadaan ini disebut hukum kekekalan momentum sudut. Secara matematis dituliskan sebagai berikut:

Suatu aplikasi menarik dalam hukum kekekalan momentum sudut diterapkan pada peloncat indah. Untuk mempercepat putarannya, peloncat indah akan menekuk tubuhnya untuk mengurangi momen inersia dan mempercepat kecepatan putarannya. Selain peloncat indah, aplikasi menarik dapat dilihat pada penari balet.

Untuk lebih memahami hukum kekekalan momentum sudut, silakan lakukan aktivitas berikut ini :

Aktivitas pertemuan 5

• Siapkan alat dan bahan yang dibutuhkan seperti : barbel/beban (2 buah), joging plate / kursi putar (atau alat lain yang bisa berputar).

• berdirilah di jogging plate/duduklah di kursi putar sambil memegang dua buah barbel/beban pada kedua tangan kalian dalam posisi terentang.

• Untuk keamanan, lakukan aktivitas ini di ruang yang cukup luas. Hindari tempat yang terdapat benda-benda yang bisa membentur tubuh kalian.

• mintalah bantuan orang lain untuk memutar badan kalian sehingga tubuh kalian berputar sambil memegang barbel yang terentang.

• sesaat setelah berputar letakkan barbel di depan dada kalian. Rasakan apa yang terjadi?

• Dokumentasikan aktivitas kalian seperti contoh dibawah.

Berdasarkan aktivitas yang sudah kalian lakukan, dapat kita pahami bagaimana efek hukum kekekalan momentum sudut dalam kehidupan. kita pun jadi paham kenapa penari balet dan atlet loncat indah selalu merapatkan anggota tubuhnya saat akan melakukan manuver putaran.

Saat tangan terentang, maka panjang lengan (jari-jari putar) semakin besar, maka ini berimplikasi langsung terhadap besar momen inersia. dimana I = mr^2. Maka makin besar momen inersia, benda akan lebih sulit berputar.

Namun saat tangan dirapatkan ke dada, panjang lengan (jari-jari putar) semakin kecil, sehingga momen inersia mengecil dan berakibat pada benda yang makin mudah berputar. Ini kita rasakan saat tangan kita rapatkan ke dada, putaran akan dirasakan semakin cepat.