Pada pelajaran fisika kelas XI, salah satu pokok bahasan yang cukup jarang dilakukan praktikum adalah Momen Inersia. Sebagian besar konsep mengenai momen inersia belum diajarkan melalui proses saintifik. Banyak faktor yang menyebabkan permasalahan tersebut, salah satunya tentu keterbatasan peralatan praktikum atau KIT praktikum yang memfasilitasi kegiatan tersebut. Kali ini, berdasarkan artikel yang diterbitkan di IOP Conference Series: Materials Science and Engineering dengan judul Moment of inertia: development of rotational dynamics KIT for physics students kita bisa melakukan eksperimen tentang momen inersia dengan peralatan yang sederhana.
Peralatan yang diperlukan adalah beberapa pipa paralon dengan ukuran yang berbeda-beda (sesuai kebutuhan). Pipa kemudian dipotong dengan ukuran panjang yang sama dan kemudian diisi dengan busa (opsi lainnya bisa kain bekas) hingga penuh.
Kemudian, setelah penuh siswa diminta untuk menggelindingkan pipa secara bergantian pada bidang miring dengan kemiringan (θ).
Dari gambar 1 hingga gambar 2, setidaknya kita memiliki beberapa data utama yaitu diameter (2 x r), kemiringan (θ) , dan ketinggian (h). Dengan mengasumsikan bahwa tidak ada energi yang hilang selama pergerakan, maka kita dapat mengukur besaran momen inersia dari benda tersebut melalui persaman berikut:
Karena persamaan tersebut membutuhkan variable kecepatan, maka kita dapat menganalisis lebih lanjut. Perhatikan persamaan berikut:
T adalah nilai energi kinetik pada gerak menggeinding yang mana T = EKlinear + EKrotasi. Dengan mengganti nilai I menjadi kmr^2 maka persamaan tersebut bisa disederhanakan menjadi:
dengan L merupakan besaran yang memiliki dimensi percepatan. Selanjutnya, setelah nilai koefisien telah ditemukan, siswa dapat melakukan peritungan matematis menggunakan persamaan-persamaan momen inersia yang umum dan membandingkan hasil perhitungan matematis dengan hasil percobaan melalui persaman
Dengan melaksanakan percobaan gerak menggelinding dan menentukan momen inersia berdasarkan hasil pengukuran, setidaknya siswa dapat mengamati:
1. bagaimana pengaruh dari diameter terhadap percepatan, kecepatan dan nilai momen inersia
2. bagaimana pengaruh bentuk terhadap percepatan, kecepatan dan nilai momen inersia
Sehingga siswa tidak hanya belajar bagaimana menghitung data yang diberikan (soal-soal), akan tetapi mereka juga bisa melakukan aktivitas yang menyenangkan.
Untuk lebih lengkap, silahkan mendownload naskah asli dari penelitian ini pada link berikut:
Download : [Link 1]
Download : [Link 2]
Download : [Link 3]
Selamat mencoba, dan semoga bermanfaat.
