Untuk menyelesaikan masalah ini, kita akan menggunakan konsep osilasi torsi (torsional oscillation), yang melibatkan hubungan antara momen inersia $I$, konstanta torsi $k$, dan periode osilasi $T$. Periode $T$ dari suatu osilasi torsi dinyatakan dengan:

$T = 2\pi \sqrt{\frac{I}{k}}$

Di sini:

• $I$ adalah momen inersia objek terhadap sumbu rotasi,
• $k$ adalah konstanta torsi,
• $T$ adalah periode osilasi.

Kita juga tahu bahwa waktu untuk 10 getaran adalah:

$T = \frac{\text{Waktu untuk 10 getaran}}{10}$

Informasi yang diberikan:

• Massa keping persegi, $m = 95,5 \, \text{gram} = 0,0955 \, \text{kg}$,
• Dimensi keping persegi:
  • Ketebalan = 0,1072 cm,
  • Panjang sisi = 11,15 cm = 0,1115 m,
• Konstanta kawat $k = 6,8912 \times 10^{-8} \, \text{Nm}$,
• Momen inersia kawat $I_{\text{kawat}} = 4,55125 \times 10^{-6} \, \text{kgm}^2$,
• Waktu untuk 10 getaran:
  • Sumbu sejajar tebal = $3 \, \text{menit} \, 7 \, \text{detik} = 187 \, \text{detik}$,
  • Sumbu sejajar sisi = $2 \, \text{menit} \, 16 \, \text{detik} = 136 \, \text{detik}$.

Langkah-langkah perhitungan:

1. Periode osilasi untuk sumbu sejajar tebal: $T_{\text{tebal}} = \frac{187}{10} = 18,7 \, \text{detik}$

2. Periode osilasi untuk sumbu sejajar sisi: $T_{\text{sisi}} = \frac{136}{10} = 13,6 \, \text{detik}$

3. Rumus untuk momen inersia: Menggunakan rumus $T = 2\pi \sqrt{\frac{I}{k}}$, kita bisa mengekspresikan $I$ sebagai: $I = \frac{k T^2}{4 \pi^2}$

4. Momen inersia untuk sumbu sejajar tebal: Substitusi $T_{\text{tebal}}$ ke dalam rumus: $I_{\text{tebal}} = \frac{(6,8912 \times 10^{-8}) \times (18,7)^2}{4\pi^2}$ Setelah menghitungnya, kita dapatkan: $I_{\text{tebal}} \approx 6,363 \times 10^{-7} \, \text{kgm}^2$

5. Momen inersia untuk sumbu sejajar sisi: Substitusi $T_{\text{sisi}}$ ke dalam rumus: $I_{\text{sisi}} = \frac{(6,8912 \times 10^{-8}) \times (13,6)^2}{4\pi^2}$ Setelah menghitungnya, kita dapatkan: $I_{\text{sisi}} \approx 3,477 \times 10^{-7} \, \text{kgm}^2$

Jadi, momen inersia keping persegi tersebut adalah:

• Dengan sumbu putar sejajar tebal: $I_{\text{tebal}} \approx 6,363 \times 10^{-7} \, \text{kgm}^2$,
• Dengan sumbu putar sejajar sisi: $I_{\text{sisi}} \approx 3,477 \times 10^{-7} \, \text{kgm}^2$.

Jika ada pertanyaan atau ingin penjelasan lebih lanjut, silakan tanya!

Pertanyaan terkait:

1. Bagaimana pengaruh konstanta torsi terhadap periode osilasi?
2. Apa hubungan antara momen inersia dan massa suatu benda?
3. Mengapa momen inersia berbeda untuk sumbu putar yang berbeda?
4. Bagaimana jika ketebalan keping persegi berubah, apa yang terjadi dengan momen inersia?
5. Apakah hukum-hukum osilasi ini berlaku untuk benda apa saja?

Tip: Momen inersia tergantung pada distribusi massa relatif terhadap sumbu rotasi. Bentuk dan letak sumbu sangat mempengaruhi nilainya.