Utilization of Maple-based Physics Computation in Determining the Dynamics of Tippe Top

Abstract

Tippe top is an example of simple moving system of rigid body with non-holonomic constraint, but the analysis of this system is not simple. A tippe top equation has been derived with Routhian reduction method and Poincaré equation, and physics computation in finding numeric solution of the dynamics of the tippe top has also been utilized by using Maple program. However, the Poincaré equation required that quasi-coordinate of the quasi-velocity is found, while in the case of the dynamics of tippe top, there is not any exact solution of the quasi-coordinate of the quasi-velocity was found. Therefore, the tippe top equation should be reduced to solve the problem. In this research, Routhian reduction was employed so that the Routhian reduction-based Poincaré equation was used to derive the tippe top equation. The method was able to derive a tippe top equation on a flat plane and tube inner surface clearly represented differential equations.

An Overview of Students' Conceptual Understanding in Kinematics Using Computer Based Test (CBT) Class XI SMA Negeri 19 Palembang

“…In a circular motion, an object has a velocity vector which is always perpendicular to the acceleration vector, therefore the ball's trajectory when the rope breaks will correspond to the direction of its velocity vector, which is perpendicular. This is in line with previous research [24] which experienced misconceptions of 54.11%.…”

Pemodelan Dinamika Tippe Top (Tt) Dengan Kendala Non-Holonomik Berbasis Komputasi Fisika Pada Bidang Datar (R^2×so(3))

“…Sistem non-holonomik diperkenalkan dalam mekanika oleh Ariska M, Akhsan H dan Muslim M (2020a), Lewis AD (2017), Ariska M, Akhsan H dan Muslim M (2020b) [2,13,15], yang berarti bahwa sistem mengalami kendala yang membatasi kecepatan partikel sistem dalam ruang konfigurasi [16]. Kendala adalah kondisi yang membatasi gerak suatu sistem mekanis sehingga mengurangi derajat kebebasan [17]. Kendala holonomik selalu melibatkan kecepatan sistem dan dapat ditulis dalam bentuk derajat satu [6].…”

“…Dinamika TT di ruang konfigurasi ℝ ) × SO(3)dengan bantuan komputasi fisika. Penyelesaian persamaan ini tidaklah mudah, karena konfigurasi ruang yang akan dilalui oleh TT merupakan bidang lengkung yang memiliki variabel koordinat bola dan koordinat TT yang bergerak menggunakan tiga sistem koordinat, sehingga jumlah koordinat umum adalah yang harus diselesaikan adalah enam koordinat umum, yaitu dua koordinat translasi dan tiga koordinat rotasi [15,17]. Selain itu, peneliti juga menganalisis dan memprediksi pergerakan TT dengan gesekan dengan simulasi grafis secara real time.…”

“…Makalah ini menggunakan metode adaptif berdasarkan rumus diferensiasi numerik orde kedua karena Reduksi Routhian [17,29] dan serupa dengan yang dijelaskan oleh Jellet Invarian (JI) [7,11]. Metode ini memiliki dua sifat yang diinginkan: penerapan adaptasi langkah waktu yang mudah dan kelonggaran sistem yang mungkin kaku.…”

Pengembangan Modul Praktikum Elektronika Dasar Berbasis Proyek Untuk Meningkatkan Pemahaman Konsep Mahasiswa Pendidikan Fisika

“…Metode praktikum pada hakikatnya adalah cara penyampaian materi pelajaran yang meniru pekerjaan para fisikawan, yaitu: melakukan praktikum atau penelitian fisika, baik secara komputasi maupun secara eksperimen di laboratorium. Praktikum Komputasi adalah Sebuah kegiatan eksperimen yang dilakukan dengan bantuan komputer atau IT [6], [7]. Sehingga eksperimen atau pratikum sangat dibutuhkan oleh mahasiswa dalam mempelajari elektronika maupun komputasi [8].…”