Gerak Menggelinding dan Energi Kinetik Benda Tegar

Gerak Menggelinding

Ketika sebuah roda bergerak di atas bidang datar yang kasar, roda tersebut akan mengalami dua jenis gerak secara bersamaan: gerak translasi dan gerak rotasi. Kombinasi dari kedua gerak ini disebut sebagai gerak menggelinding.

Sebuah roda pejal yang ditarik oleh gaya F dan melalui pusat massa akan mengalami translasi. Ketika roda bergerak di atas permukaan kasar, akan timbul gaya gesek antara roda dan permukaan yang menyebabkan roda juga berotasi.

Untuk gerak translasi:

Untuk gerak rotasi:

Substitusi ke dalam persamaan translasi:

Maka percepatan translasi roda dapat dirumuskan sebagai:

Dengan:

F = gaya tarik (N)

m = massa benda (kg)

r = jari-jari roda (m)

f = gaya gesekan (N)

a = percepatan translasi (m/s²)

Persamaan Gerak Translasi:

Persamaan Gerak Rotasi Katrol:

Katrol dipengaruhi oleh momen gaya akibat perbedaan tegangan tali:

Gabungkan semua persamaan:

Penyelesaian akhir percepatan sistem:

Energi Kinetik Benda Tegar

Setiap benda yang bergerak memiliki energi kinetik. Pada gerak menggelinding, energi kinetik terbagi dua:

Total energi kinetik gerak menggelinding: