Hukum kekekalan momentum sudut menyatakan apabila τ = 0 maka L konstan. Dalam gerak linear kita telah mempelajari apabila tidak ada gaya dari luar sistem maka momentum sudut total sistem adalah kekal, atau tidak berubah. Jika torsi pada suatu sistem adalah nol maka dL =0 atau perubahan momentum sudutnya nol, atau momentum sudutnya kekal.
Hukum Kekekalan Momentum Sudut
Hukum kekekalan momentum sudut berlaku saat peloncat meninggalkan papan
Prinsip ini juga dipakai pada peloncat indah. Saat peloncat meninggalkan papan memiliki laju sudut ωo, terhadap sumbu horizontal yang melalui pusat massanya, sehingga dia dapat memutar sebagian tubuhnya setengah lingkaran. Jika ia ingin membuat putaran 3 kali setengah putaran, maka ia harus mempercepat laju sudut sehingga menjadi 3 kali kelajuan sudut semula. Gaya yang bekerja pada peloncat berasal dari gravitasi, tetapi gaya gravitasi tidak menyumbang torsi terhadap pusat massanya, maka berlaku kekekalan momentum sudut. Agar laju sudutnya bertambah maka dia harus memperkecil momen inersia menjadi 1/3 momen inersia mula-mula dengan cara menekuk tangan dan kakinya ke arah pusat tubuhnya.
Contoh Aplikasi Hukum Kekekalan Momentum Sudut
Seorang penari balet berputar dengan kecepatan sudut w, momen inersianya Im. Bila dia kemudian merentangkan kedua tangannya sehingga momen inersianya menjadi Ia, berapa kecepatan sudut penari sekarang? Kita bisa menyelesaikan dengan menggunakan hukum kekekalan momentum sudut. Pada penari tidak ada gaya dari luar maka tidak ada torsi dari luar, sehingga momentum sudut kekal :
Lm = La
Im ωm = Ia ωa
Penari merentangkan kedua tangannya maka momen inersianya menjadi bertambah. Ia > Immaka kecepatan sudut penari menjadi berkurang.
Begitu juga bila penari balet mula-mula tangannya terentang, kemudian dia merapatkan kedua tangannya. Momen inersia penari akan mengecil sehingga kecepatan sudutnya menjadi lebih besar. Kecepatan sudut bisa berubah meskipun tidak ada torsi dari luar. Tenaga kinetik rotasi penari juga tidak konstan. Kondisi tersebut terjadi karena konsep hukum kekekalan momentum sudut berlaku.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar