Fisika Diesel

Embed Size (px)

Citation preview

FISIKA

BAB I

PENDAHULUAN1.1 Latar belakang masalahPrinsip roda gila ditemukan di Neolitik spindle dan roda tembikar . [3]The Andalusian agronomis Ibnu Bassal ( fl 1.038-1.075), dalam bukunya Kitab al-Filaha, menggambarkan efek roda gila digunakan dalam roda air mesin, saqiya . [4] [ sumber tidak bisa diandalkan? ]Roda gila sebagai perangkat mekanik umum untuk menyamakan kecepatan rotasi, menurut American abad pertengahan Lynn White , dicatat dalam diversibus De artibus (Pada berbagai seni) dari Jerman tukang Presbyter Theophilus (1.070-1.125 ca.) yang membukukan menerapkan perangkat di beberapa mesin nya. [3] [5]Dalam Revolusi Industri , James Watt memberikan kontribusi terhadap perkembangan roda gila dalam mesin uap , dan kontemporer nya James Pickard menggunakan roda gila dikombinasikan dengan engkol untuk mengubah reciprocating menjadi gerakan berputar.1.2. Tujuan PenulisanTujuan penulisan makalah:1. Mejelaskan rumus-rumus fisika secara umum

2. menjelaskan rumus fisika dalam pengaplikasian sehari-hari

1.3. Metode PenulisanMakalah ini dibuat dengan menggunakan metode pustaka dan via on-line

1.4. Kegunaan makalahHasil makalah ini diharapkan dapat berguna bagi sekolah khususnya dalam proses belajar mengajar serta berguna bagi masyarakat umum. Makalah ini juga dapat mengembangkan ilmu kependidikan tentang sistem kemudi dan cara perakitannya.

1.5. Sistematika Penulisanmakalah ini tersusun dalam 3 bab, Bab I memuat pendahuluan yang berisi latar belakang permasalahan, tujuan penulisan, metode penulisan. Bab II landasan teori yang akan dibahas. Bab III berisi kesimpulan hasil penelitian dan saran.

1.6 Rumus Fisika :a. PengukuranIstilah dalam pengukuranBesaran adalah segala sesuatu yang dapat diukur dan dapat dinyatakan dengan angka-angka.( Volume, luas, suhu, panjang, dll)

Standar adalah acuan untuk membandingkan suatu hasil pengukuran dengan ukuran lainnya.( Panjang dengan meter atau inchi, dll)

Satuan adalah segala sesuatu yang menunjukan banyaknya hasil yang diperoleh.(kg, m, Angstrom, dll)

Batas Ukur adalah batas nilai maksimum yang dapat diukur oleh alat ukur yang sedang dipergunakan.

Ketelitian alat adalah ukuran terkecil yang dapat diukur teliti dengan alat ukur yang sedang dipergunakan.

Alat ukur

- Pengaris

ketelitian: 1mm

kesalahan: 0.5mm

- Mistar ingsut (jangka sorong)ketelitian: 0.1mm

kesalahan: 0.1mm

- Mikrometer

ketelitian: 0.01mm

kesalahan: 0.01mm

- Mikrometer dengan skala nonius (Lebih teliti dari mikrometer)

- dllRumus Pengukuran Berulang x= +e e= +

= x- x= x +x

x= x +x

x= 1 nxi2 (xi )2 n n 1

Ket: x=hasil pengukuran

= nilai sebenarnya dari benda yang diukur

e= kesalahan total

= kesalahan acak yang menunjukkan perbedaan antara x dan x (rata2 hasil pengukuran)

x= nilai ketidakpastian pengukuran berulang

Peraturan angka Penting

Semua angka selain angka nol adalah angka penting Angka nol yang terletak di antara dua angka bukan nol termasuk angka penting Angka nol yang terletak di sebelah kanan angka bukan nol termasuk angka penting Angka nol yang terletak di sebelah kiri angka bukan nol, baik yang terletak di sebelah kiri atau kanan desimal bukan angka penting Angka penting terakhir biasanya dituliskan dengan cara memberi garis bawah BESARAN POKOK dan BESARAN TAMBAHAN DALAM SI dan Dimensi

Besaran PokokSatuanSimbolDimensi

PanjangmetermL

MassaKilogramkgM

WaktuSecondsT

Arus ListrikAmpereAI

SuhuKelvinK

Intensitas CahayacandelacdJ

Jumlah ZatMolemolN

Sudut DatarradianRd

Sudut RuangsteredianSr

AWALAN DALAM SISTEM INTEERNASIONALArtiAwalanFaktor Pengali

yottaY1024

zettaZ1021

eksaE1018

petaP1015

teraT1012

gigaG109

megaM106

kiloK103

hektoH102

dekada10

deciD10-1

centiC10-2

miliM10-3

mikro10-6

nanoN10-9

Pikop10-12

femtoF10-15

attoA10-18

zeptoZ10-21

yoctoY10-24

Contoh besaran turunan

- Gaya

satuan asal : kg m s-2

Dimensi: M L T-2(besaran turunan memiliki dimensi berdasarkan satuan asal)

------------------ii--------------------

b. VektorVektor adalah besaran fisika yang memiliki nilai dan arah seperti kecepatan, percepatan, gaya, perpindahan, dan momentum.

Vy Vresultan F1 Resultan Vx F2Rumus vektor secara umum

V = lVl = Vx2+Vy2

R = F12+F2 2+F1.F2.cos a Untuk mencari Resultan Tg = Vy/Vx U V= (a1a2, b1b2) untuk penjumlahan dan pengurangan vektor secara

Analitis

Vx = V cos

Vy = V sin

U.V = (a1 a2) + (b1 b2) + (c1 c2) bila sampai k

( untuk perkalian titik antara 2 vektor )

i . i = 1

;j . j = 1

;k . k = 1

i . j = 0

;j . k = 0

;k . i = 0

( untuk perkalian titik antara 2 vektor )

U . V = lUl lVl cos a

(untuk perkalian titik antara 2 vektor )

U x V = ( b1c2-c1b2)i + (a2c1-a1c2)j + (a1b2 b1a2)k) bila sampai k(untuk perkalian silang antara 2 vektor)

dapat dilihat di buku fisika kelas x smester 1 hal 80

i x j = k;j x i = -k;i x i = 0

k x i = j

;i x k = -j;j x j = 0

j x k = i

;k x j = -i;k x k = 0

(untuk perkalian silang antara 2 vektor) l U x V l = lUl lVl sin a(untuk perkalian silang antara 2 vektor )

dapat dilihat pada hal 82 buku fisika kelas x smester 1 tapi harap ditelaah pada contoh soal karena terdapat kesalahan.

--------------------ii---------------------c. Gerak LurusBergerak adalah berpindahnya kedudukan relatif sebuah benda terhadap benda lain yang dianggap sebagai acuan.Gerak lurus adalah gerak suatu benda yang menghasilkan lintasan berbenyuk garis lurus.

Lintasan adalah titik-titik yang dilewati oleh suatu benda yang menghasilkan lintasan berbentuk garis lurus.

Jarak adalah panjang lintasan sebenarnya yang ditempuh suatu benda selama bergerak tanpa menyebutkan arah.

Perpindahan adalah perubahan kedudukan suatu benda selama bergerak relatif terhadap kedudukan asalnya.

Terdapat 2 buah gerak lurus yaitu gerak lurus beraturan dimana tidak ada percepatan dan gerak lurus berubah beraturan.RUMUS DASAR:

St = So + vt GLB vt = vo at GLBB St = So + vot a t 2 GLBB vt2 = vo2 2 a s2 GLBBKet :

S = jarak yang ditempuh (m )

v = kecepatan (m/s)

a = percepatan (m/s2 )Cat

1. Untuk GLBB terdapat gerak jatuh bebas dan benda dilempar keatas dimana (a = g) dengan g adalah percepatan gravitas. Dan perhitungan s biasanya digunakan untuk mengitung ketinggian benda dijatuhkan. g bernilai positif bila benda jatuh ke bawah dan bernilai negatif bila dilempar ke atas.2. Untuk menghitung jarak yang ditempuh pada GLB dapat digunakan metode menghitung luas daerah grafik seperti pada contoh hal 124 buku fisika kelas 1 smester 1.

_

_Laju rata-rata v = jarak tempuh/waktu tempuh ; v= s/t

v _

_ Kecepatan rata-rata v = perubahan kedudukan/waktu tempuh ; v = s/tv s

t tGrafik v t

Grafik s - t Pada GLBB Pada GLBB--------------------------ii--------------------------d. Gerak Melingkar Langsung memasuki rumus dasar: 1 putaran = 360o v 1o = /180o atau 1 rad = 180o/ s = s/r v = 2 atau = 2/T atau = d/dt =/t

v = r

= d/dt

= /t

as= v2 /r percepatan yang mengarah pada pusat lingkaran at= r aT= As2+At2 Fs= m .as = m v2 /r = m 2 r 1 = 2 untuk roda gila (2 buah roda degan 1 poros)

roda kecil = roda 1 roda besar = roda 2 v1 = v2 untuk roda yang dihubungkan dengan sabuk/tali

roda kecil = roda 1 roda besar = roda 2

v1 = v2 dan 1 = 3 Untuk roda sepeda

roda kecil sekali = roda 1 roda kecil = roda 2 roda besar = roda 3

Ket :

= seberapa jauh benda berpindah dalam satuan radian

s = panjang busur lingkaran (m)

= kecepatan sudut (rad/s)

= kecepatan sudut rata-rata (rad/s)

v = kecepatan linier (m/s) = percepatan sudut (rad/s2 )

= percepatan sudut rata-rata (rad/s2 )

as = percepatan sentripetal (m/s2 )

at = percepatan tangensial (m/s2 )

aT = percepatan total (m/s2 )

Fs= Gaya sentripetal ( Newton )Untuk gerak melingkar dapat digunakan rumus dasar gerak dengan catatan kecepatan dan percepatan diganti dengan kecepatan dan percepatan sudut.

-----------------------ii-------------------------

e. GayaGaya adalah suatu tarikan atau dorongan.Hukum I Newton ( F = 0 )Jenis gaya :1. Gaya grvitasi (Fg) atau Gaya Berat (W)

Gaya yang dimiliki oleh suatu partikel akibat adanya pengaruh gaya tarik bumi. Arahnya selalu menuju pusat bumi

2. Gaya normal (N)

Gaya penyangga yang diberikan oleh suatu benda ketika benda tersebut kontak dengan benda lainnya.

3. Gaya gesek (f)

Gaya yang diberikan oleh suatu permukaan yang sedang dilintasi oleh suatu benda. Memiliki arah berlawanan dengan arah gerak benda4. Gaya tahan udara (FU)

Gaya gesek khusus yang bekerja pada saat benda bergerak di udara. Arahnya berlawanan dengan arah gerak benda.

5. Gaya tegang tali (T)

Gaya yang dipindahkan melalui tali, benang, dan semacamnya pada saat ditarik dengan kencang oleh gaya yang bekerja di kedua ujungnya

6. Gaya pegas (FP)

Gaya yang diberikan oleh pegas pada saat ditekan atau ditarik oleh benda yang dikaitkan pada pegas tersebut.7. Gaya Netto

Vektor resultan gaya yang bekerja pada sebuah benda yang menyebabkan benda ini mengalami percepatan.

N f Ft

WHukum Newton II (F =m a ) Fnetto = m . a Penerapan dapat dilihat di buku fisika kelas x smester 1 hal. 178 Fg= m . g f= .NHukum Newton III (Faksi = -Freaksi)

Gaya normal untuk benda diam terdapat 3 macam

1. Benda diam tanpa ada gaya tambahan maka (N = mg = W)

2. Benda diam dengan ada gaya tambahan yang searah gaya berat maka (N = mg + F)

3. Benda diam yang ditarik dengan gaya F maka (N = mg Fsin a). Diambil sinus karena sudutnya (a) diantara sumbu x dan arah gaya dan dimbil cos bila sudutnya (a) diantara sumbu y dan arah gaya. Dapat dilihat pada buku fisika kelas x smester 1 hal. 186Rumus yang berhubungan dengan gaya gesek:fs = s N; apabila benda ingin bergerak maka (fk > fs)fk =k N- Gerak pada tikungan datarFs= as /r Untuk penerapan gerak pada tikungan datar, maka Fs = f sehingga didapat

persamaan

v = m g r

-Gerak pada tikungan miring

sumbu - y N= mg/cos

N Ny = Nx v = g r tgn

Sumbu - xN= mv2 / R sin (Dapat dilihat padabuku fisika kelas x smester hal 192)

(arah gerak ke depan)

mobil

(bukan ke kanan)

-Ayunan konis T sin = mv2 / r keseimbangan dalam arah horizontal T cos = mg keseimbangan dalam arah vertikal v = r g tgn = g l sin tgn gabungan arah sumbu x dan y T cos T l

Ket : T=tegangan tali (Newton) v= kecepatan ayunan (m/s)

l = panjang tali (m)

r = jari-jari (m) m= massa (kg)

- Gerak pada lingkaran vertikal Fs 5 Fs 4 T1 = mg + mv2 / R w T2= mg cos + mv2 / R Fs T = mv2 / R 3 T4= mv2 / R mg cos w F s T5= mv2 / R mg 2 1 Fs w w(Dapat dilihat pada buku fisika hal 200 kelas x smester 1)

- Gerak 2 benda yang dihubungkan dengan tali

a1 = a2 sehingga a = F/m m1 m2 F

- Gerak benda pada lantai licin ditarik dengan gaya membentuk sudut

Dalam sumbu x N Fy F1. F cos = m ax Fx Dalam sumbu y

2. N = mg F sin w- Gerak benda yang ditarik katrol N T= m1 a T T= m2 g m2 a

a = (m2 g) / m1 + m2 w1 T- Gerak benda pada bidang miring N Gaya dalam arah y

w2N = mg cos

Gaya dalam arah x W cos W sin ax = g sin W - Gerak dua benda bertumpuk

Balok A N1-L = (m1 + m2) g f1-L = 1-L + N1-L N1-2 ; N2 f1 = 1-L(m1 + m2)g T Balok B 1. N2-1 = m2 . g f2-1

F2. f2-1 = 2-1 N2-1 = 2-1 . m2 g

3. f2 = 2-1 . m2 g f1-L Total gaya (F) w1-2 F = f1 + f2

---------------------------------ii------------------------------

f. Suhu dan Kalora. Skala Celcius

/100 = (X X0)/(X100 X)

b. Untuk Skala Reamur - Farenhit merupakan perhitungan SD

c. Hubungan antar skala

Celcius dan Farenhit akan menunjukan skala yang sama pada suhu -40

d. Termometer Non-Gelas

/100 = (P P0)/(P100 P)

e. Termometer Hambatan

/100 = (R R0)/(R100 R)

f. Perhitungan Kalor

Q = m.c. t = C . t

g. Asas Black

Qlepas = Qterima m1.c. (T1 x) = m2.c. (x T2)

Asas ini terbagi atas beberapa bagian

1. Untuk cairan dengan wadahnya

m1.c1. (T1 x) = mw.cw. (x Tw)

2. Untuk benda padat dicelupkan dengan kalor tak diserap wadah

mb.cb. (Tb x) = ma.ca. (x Ta)

3. Untuk benda padat dicelupkan dengan kalor diserap wadah

mb.cb. (Tb x) = mw.cw. (x Tw) + ma.ca. (x Ta)

(persamaan ini dapat di perbaharui sesuai dengan kebutuhan)h. Kalor Lebur dan Kalor BekuQ = m.L

i. Kalor Uap

Q = m.U

j. Pemuaian

1. Muai panjang

l = lo .. t = koefisien muai panjang

2. Muai Luas

A = Ao.. t = 2 ; = koefisien muai luas3. Muai Volume

V = Vo.. t = 3 ; = koefisien muai volume4. Pemuaian Gas

Vt = Vo . (273 + T)/273

V1/T1 = V2/T2

Jenis ZatKoefisien muai panjang

Aluminium25 x 10-6

Emas14 x 10-6

Baja12 x 10-6

Gelas9 x 10-6

Perunggu19 x 10-6

Perak18 x 10-6

Pirek3 x 10-6

Kuarsa0,4 x 10-6

Tembaga17 x 10-6

Tembok12 x 10-6

Timah29 x 10-6

Air210 x 10-6

Bensin950 x 10-6

Etil Alkohol1100 x 10-6

Metil 1200 x 10-6

Air Raksa180 x 10-6

Gliserin500 x 10-6

Terpentin1150 x 10-6

Aseton1500 x 10-6

(beberapa daftar koefisien zat) ------------------ii--------------------G. Perpindahan Kalora. Perpindahan kalor dengan konduksi

1. Untuk bentuk batang : Q/t = k. A. t/L

2. Untuk bentuk silinder:Q/t = k. A. t/r

b. Perpindahan kalor dengan konveksi

Q/t = h . A . t

c. Perpindahan kalor secara radiasi

1. Untuk benda hitam sempurna

Q/t = .A .T4 = konst. Stefan-Boltzman =5,67 x 10-8 W/m2K42. Untuk proses radiasi berlangsung pada 2 permukaanQ/t = .A .(T14 T24)

3. Untuk benda kelabu/selain hitam

Q/t = .A ..(T14 T24) = Emivisitas benda (Untuk hitam = 1)

------------------ii--------------------H. Hakekat dan Warna Cahayaa. Pemantulandan dan pembiasan

Sin d = n Sin b n = c/v ; c = kec. Cahaya ; n = indeks bias ; v=kec.cahaya dalam bahan transparan.b. Teori Kuantum Max Planck

E = n h f E = Energi pengetar ; h = konst. Planck = 6,626 x 10-34 J.s

------------------ii--------------------i. Listrik Dinamis

a. Arus Listrik

Q= I/tatau Q=n.e

b. Hambatan Listrik (R)

R = P x l/A

Rt = Ro ( 1 + .t)

Pt = Po ( 1 + .t)

c. Hukum Ohm

V=I.R

d. Susunan Seri

Rs = R1 + R2 + R3

I1 : I2 : I3 = I

V1 : V2 : V3 = IR1 : IR2 : IR3 = R1 : R2 : R3

Contoh:

V1 = R1/(R1 + R2 + R3) x V total

e. Susunan Paralel

1/Rp = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3

V1 = V2 = V3 = V total

I1 : I2 : I3= 1/R1 : 1/R2 : 1/R3

f. Energi dan Daya

W = P.t = I2.R.t = V.I.t = V2/R.t

Ps = ( Vs/Vt )2 .Pt

g. Hukum Kirchoff I

I masuk = I keluar

h. Hukum Kirchoff II

E = I.R

i. Jembatan Wheatstone

R1 x R4 = R2 x R3

Bila perkalian tak berfungsi, maka

Rx = R1.R3/( R1 + R2 + R3)

Ry = R1.R5/( R1 + R2 + R3)

Rz = R3.R5/( R1 + R2 + R3)j. Kinematika Gerak Partikel1. Basic Understanding

a. Vektor Posisi

r = Xi + Yj + Zk

b. Besar Vektor Posisi

IrI = x2 + y2 + z2c. Perpindahan

r= r2 r1r= xi + yj

d. Kec.Rata2

v= r/t

e. Kec.sesaat

v= dr/dt

f. Perc. Rata-rata

a= v/t

g. Perc.sesaat

a= dv/dt

h. Posisi jika v berubah

r= ro + ot v.dt

i. Kec. jika a berubah

v= vo + ot a.dt

2. Gerak Parabola (Gabungan antara GLBB dan GLB)

a. Jarak hrizontal maksimum Xmax = vo2 sin 2/gb. Jarak vertical maksimum

Ymax = vo2 sin 2/2g

c. Kec.awal dalam sumbu x dan y

vox= vo cos

voy= vo sin

vo= vox2 + voy2d. Kec.dalam sumbu x dan y vx= vox vy= voy g.t

3. Gerak Harmonik Sederhana

a. Pers. Simpangan (y), Kecepatan (v), dan Percepatan (a)

y= A sin (t + o)

v= A cos (t + o)

a= - A sin (t + o)

b. Gaya Pegas

F= k.l

m.g= k.l

c. Periode dan Frekuensi

T= 2m/k dan f = 1/T

d. Susunan Pegas seri dan parallel

Seri: 1/ks = 1/k1 + 1/k2 + 1/kn

Parallel: kp= k1 + k2 + kne. Periode dan frekuensi bandulT= 2 l /g dan f = 1/T

f. Energi Potensial Pegas dan Bandul

Pegas: Ep= k. l

Ek= m. v2

Em= Ep + Ek

Bandul: Ep= k.A2.sin2

Ek= k.A2.cos2

Em= Etotal = Ep + Ek = k.A2 ; dimana :m. = k

g. Tegangan/Stress (), Regangan/Strain (), dan Modulus Young (E)

= F/A

; = l/ lo; E= /

h. Sudut Fase, Fase, dan Beda Fase

= t + o

= t/T + o/2 = t/T + o

= t/T k. Impuls dan Momentuma. MomentumP= m.v

Px= mv cos

Py= mv sin

b. Impuls

F . t = mv2 mv1I= p

I= t1t2 F dt

Impuls juga dapat dicari dengan menhitung luas grafik F dan T

c. Restitusie= -(V2 V1)/(V2 V1)

e= h2/h1 = h3/h = h4/h3- lenting sempurna, e = 1 ; lenting sebagian, 0

- = massa jenis zat yang diukur

Venturimeter(alat ukur kecepatan zat alir) tanpa Manometer

v1 = A2 2gh/(A12 A22)v2 = A1 2gh/(A12 A22)

Tabung Pitot

v= 2gh/

Aplikasi Bernoli

hatasv= 2ghatasx= 2 hatas.halas

Ht= 2 halas/g

halasKetinggian ( h) baik alas maupun atas diukur dari lubang kebocoran Gaya Angkat PesawatF1 F2 = (P1 P2).A

P1 P2 = (v22 v12)BAB II

KAJIAN TEORI

2.1 DEFINISI

Sebuah roda gila adalah perangkat mekanik berputar yang digunakan untuk menyimpan energi rotasi . Roda gaya memiliki signifikan momen inersia dan dengan demikian menolak perubahan dalam kecepatan rotasi. Jumlah energi yang tersimpan dalam roda gila adalah sebanding dengan kuadrat dari perusahaan kecepatan rotasi . Energi ditransfer ke roda gila dengan menerapkan torsi untuk itu, sehingga meningkatkan kecepatan rotasi, dan karenanya energi yang tersimpan. Sebaliknya, roda gila melepaskan energi yang tersimpan dengan menerapkan torsi ke beban mekanik, sehingga mengurangi kecepatan rotasi.

Tiga penggunaan umum dari roda gila meliputi:

Mereka menyediakan energi yang terus menerus ketika sumber energi terputus. Misalnya, roda gaya yang digunakan dalam mesin reciprocating karena sumber energi, torsi dari mesin, terputus-putus.

Mereka memberikan energi pada tingkat di luar kemampuan sumber energi yang terus menerus. Hal ini dicapai dengan mengumpulkan energi roda gila dari waktu ke waktu dan kemudian melepaskan energi dengan cepat, dengan harga yang melebihi kemampuan dari sumber energi.

Mereka mengendalikan orientasi dari sebuah sistem mekanik. Dalam aplikasi tersebut, momentum sudut dari roda gila sengaja ditransfer ke beban ketika energi ditransfer ke atau dari roda gila.

Roda gaya biasanya terbuat dari baja dan berputar pada bantalan konvensional, ini umumnya terbatas pada tingkat revolusi dari beberapa ribu RPM. [1] Beberapa roda gaya modern yang terbuat dari bahan serat karbon dan mempekerjakan bantalan magnet , memungkinkan mereka untuk berputar dengan kecepatan hingga menjadi 60.000 RPM. [2]

2.2 Pengaplikasian fisika

Roda gaya sering digunakan untuk menyediakan energi yang terus menerus dalam sistem di mana sumber energi tidak kontinyu. Dalam kasus tersebut, roda gila menyimpan energi ketika torsi diterapkan oleh sumber energi, dan energi rilis disimpan ketika sumber energi tidak menerapkan torsi untuk itu. Misalnya, roda gila digunakan untuk mempertahankan kecepatan sudut konstan dari crankshaft di mesin reciprocating. Dalam kasus ini, roda gila-yang dipasang pada energi crankshaft-toko ketika torsi yang diberikan di atasnya dengan menembakkan piston , dan melepaskan energi untuk beban mekanik ketika piston tidak ada mengerahkan torsi di atasnya. Contoh lain dari hal ini adalah gesekan motor , yang menggunakan roda gila energi untuk perangkat listrik seperti mobil-mobilan .

Sebuah roda gila juga dapat digunakan untuk memasok pulsa intermiten energi pada kecepatan transfer yang melebihi kemampuan sumber energi, atau ketika pulsa tersebut akan mengganggu pasokan energi (misalnya, public listrik jaringan). Hal ini dicapai dengan mengumpulkan energi yang tersimpan dalam roda gila selama periode waktu, pada tingkat yang kompatibel dengan sumber energi, dan kemudian melepaskan energi yang di tingkat yang lebih tinggi selama waktu yang relatif singkat. Misalnya, roda gaya yang digunakan dalam meninju mesin dan memukau mesin, di mana mereka menyimpan energi dari motor dan melepaskannya selama meninju atau operasi memukau.

Fenomena presesi harus dipertimbangkan ketika menggunakan roda gaya dalam kendaraan. Sebuah roda gila berputar menanggapi setiap momentum yang cenderung untuk mengubah arah sumbu rotasi oleh rotasi presesi yang dihasilkan. Sebuah kendaraan dengan vertikal-sumbu roda gila akan mengalami momentum lateralis ketika melewati puncak bukit atau bagian bawah dari lembah ( gulungan momentum dalam menanggapi perubahan pitch). Dua counter-rotating flywheels mungkin diperlukan untuk menghilangkan efek ini. Efek ini dimanfaatkan dalam momentum roda , jenis roda gila digunakan dalam satelit di mana roda gila digunakan untuk mengarahkan instrumen satelit tanpa roket pendorong.Rumus Fisika penerapan :

Sebuah roda gila adalah roda berputar atau disc dengan sumbu tetap sehingga rotasi yang hanya sekitar satu sumbu. Energi disimpan dalam rotor sebagai energi kinetik , atau lebih khusus, energi rotasi :

Dimana:

adalah kecepatan sudut , dan

adalah momen inersia dari massa tentang pusat rotasi. Momen inersia adalah ukuran resistensi terhadap torsi diterapkan pada objek berputar (yaitu semakin tinggi momen inersia, semakin lambat akan berputar ketika kekuatan yang diberikan diterapkan).

Momen inersia untuk silinder padat ,

untuk silinder berdinding tipis kosong ,

dan untuk silinder berdinding tebal kosong , [6]

Dimana m menunjukkan massa, dan r menunjukkan radius.

Ketika menghitung dengan SI unit, standar akan untuk massa, kilogram , untuk radius, meter, dan untuk kecepatan sudut, radian per detik . Jawaban yang dihasilkan akan berada dalam joule .

Jumlah energi yang dapat dengan aman disimpan dalam rotor tergantung pada titik di mana rotor akan warp atau menghancurkan. The tegangan melingkar pada rotor adalah pertimbangan utama dalam desain penyimpanan energi roda gila sistem.

Dimana:

adalah tegangan tarik di tepi silinder

adalah densitas dari silinder

adalah jari-jari silinder, dan

adalah kecepatan sudut silinder.

Tabel sifat penyimpanan energi

Flywheel tujuan, jenis k [ memperluas singkatan ] (Bervariasi dengan bentuk) Massa (Kg) Diameter (Cm) Sudut kecepatan (Rpm) Energi yang tersimpan (MJ) Energi yang tersimpan (KWh)

Kecil baterai 0.5 100 60 20,000 9.8 2.7

Regenerative pengereman di kereta 0.5 3000 50 8,000 33.0 9.1

Tenaga listrik cadangan [7] 0.5 600 50 30,000 92.0 26.0

]

High-energi bahan

Untuk desain flywheel diberikan, energi kinetik sebanding dengan rasio tegangan melingkar kepadatan materi dan massa:

bisa disebut sebagai kekuatan tarik spesifik . Bahan roda gila dengan kekuatan tarik spesifik tertinggi akan menghasilkan penyimpanan energi tertinggi per satuan massa. Ini adalah salah satu alasan mengapa serat karbon merupakan bahan yang menarik.

Untuk desain tertentu energi yang tersimpan sebanding dengan tegangan melingkar dan volume:

2.3 Berbingkai

Sebuah roda gila berbingkai memiliki rim, hub, dan jari-jari. [ rujukan? ] Struktur roda gila berbingkai adalah kompleks dan, akibatnya, mungkin sulit untuk menghitung momen inersia pastinya. [ rujukan? ] Sebuah roda gila berbingkai dapat lebih mudah dianalisis dengan menerapkan penyederhanaan berbagai. Sebagai contoh:

Asumsikan jari-jari, poros dan hub memiliki nol momen inersia, dan saat roda gila tentang inersia adalah dari tepi saja.

Saat-saat disamakan inersia dari jari-jari, hub dan poros dapat diperkirakan sebagai persentase dari saat roda gila tentang inersia, dengan sisanya dari RIM, sehingga Misalnya, jika saat inersia dari hub, jari-jari dan poros yang dianggap diabaikan, dan ketebalan bibir adalah sangat kecil dibandingkan dengan jari-jari rata-ratanya ( ), Jari-jari rotasi pelek sama dengan jari-jari rata-rata dan dengan demikian:

BAB III

PENUTUP3.1 Kesimpulan

Sebuah roda gila adalah perangkat mekanik berputar yang digunakan untuk menyimpan energi rotasi . Roda gaya memiliki signifikan momen inersia dan dengan demikian menolak perubahan dalam kecepatan rotasi. Jumlah energi yang tersimpan dalam roda gila adalah sebanding dengan kuadrat dari perusahaan kecepatan rotasi . Energi ditransfer ke roda gila dengan menerapkan torsi untuk itu, sehingga meningkatkan kecepatan rotasi, dan karenanya energi yang tersimpan. Sebaliknya, roda gila melepaskan energi yang tersimpan dengan menerapkan torsi ke beban mekanik, sehingga mengurangi kecepatan rotasi.

Tiga penggunaan umum dari roda gila meliputi:

Mereka menyediakan energi yang terus menerus ketika sumber energi terputus. Misalnya, roda gaya yang digunakan dalam mesin reciprocating karena sumber energi, torsi dari mesin, terputus-putus.

Mereka memberikan energi pada tingkat di luar kemampuan sumber energi yang terus menerus. Hal ini dicapai dengan mengumpulkan energi roda gila dari waktu ke waktu dan kemudian melepaskan energi dengan cepat, dengan harga yang melebihi kemampuan dari sumber energi.

Mereka mengendalikan orientasi dari sebuah sistem mekanik. Dalam aplikasi tersebut, momentum sudut dari roda gila sengaja ditransfer ke beban ketika energi ditransfer ke atau dari roda gila.

Roda gaya biasanya terbuat dari baja dan berputar pada bantalan konvensional, ini umumnya terbatas pada tingkat revolusi dari beberapa ribu RPM. [1] Beberapa roda gaya modern yang terbuat dari bahan serat karbon dan mempekerjakan bantalan magnet , memungkinkan mereka untuk berputar dengan kecepatan hingga menjadi 60.000 RPM. [2] 3.2 Saran1. Sebaiknya para pemuda diBekali ilmu pengetahuan yang cukup supaya cepat diterapkan dalam setiap langkah kehidupannya masing-masing.2. Kita harus menyambut biogas dengan baik sehingga pemanfaatannya dapat kita rasakan dengan sendirinya.

DAFTAR PUSTAKA

Cara Menghitung Energi dalam Flywheel | eHow.com http://www.ehow.com/how_5942707_calculate-energy-flywheel.html#ixzz26tiwxqdULAMPIRAN

Roda gila

Sebuah roda gila dipasang di ujung mesin mobil crankshaft .

Sebuah roda gila industri.

Sebuah roda gila dipasang di ujung mesin mobil crankshaft .

Sebuah Landini traktor dengan roda gila .

r

O

T sin Fsp

w=T T

T

T

T

W2

PAGE 40