Gerak Melingkar merupakan gerak suatu objek yang lintasannya berupa lingkaran mengelilingi suatu titik tetap. Contohnya dapat kita lihat pada gerakan Bulan mengelilingi Bumi dan gerakan berputar bola yang tergantung pada tali.
Rumus Gerak Melingkar
Gerak melingkar beraturan ialah gerak yang lintasannya berbentuk lingkaran dengan laju konstan dan arah kecepatan tegak lurus terhadap arah percepatan. Sebuah benda bergerak dari garis lurus jika gaya total yang ada padanya bekerja pada arah gerak benda tersebut, atau sama dengan nol.
Frekuensi Dan Periode
Pada gerak melingkar sering disebutkan dengan istilah frekuensi dan periode. Frekuensi (f) ialah banyaknya putaran yang dilakukan objek dalam satu detik. Periode (T) ialah waktu yang diperlukan objek untuk menyelesaikan satu putaran penuh. Berikut ini adalah rumus persamaannya sebagai berikut :
Rumus Persamaan
Dimana : n adalah banyak putaran t adalah waktu (s) 1 putaran adalah 2π rad (radian) 1 rpm (rotasi per menit) adalah π / 15.
Periode dan frekuensi dihubungkan dengan persamaan sebagai berikut ini :
Persamaan
Dimana: T adalah periode (s) f adalah frekuensi (Hz)
Rumus Gerak Melingkar Beraturan (GMB)
Rumus gerak melingkar beraturan meliputi sebagai berikut : rumus hubungan sudut, periode dan frekuensi, kecepatan linear dan kecepatan sudut, percepatan linear dan percepatan sudut, dan gaya sentripetal . Kecepatan Sudut, Rumus Sudut, Periode, dan Frekuensi
Ulasan rumus pada gerak melingkar beraturan adalah pembahasan hubungan antara sudut dan kecepatan sudut. Selain itu, rumus juga menyatakan bahwa hubungan antara sudut, kecepatan sudut, periode, dan frekuensi.
Sesuai pengertian di atas, Periode ialah waktu yang dibutuhkan benda untuk berputar sebanyak satu putaran. Sedangkan frekuensi ialah banyaknya putaran yang ditempuh dalam satu detik. Hubungan antara periode dan frekuensi dapat dinyatakan dengan melalui persamaan.
Dalam GMB, hubungan antara sudut, kecepatan sudut, periode, dan frekuensi dinyatakan dengan melalui persamaan-persamaan yang diberikan pada rumus gerak melingkar beraturan seperti dibawah ini.
Kecepatan Linear
Kecepatan ialah besar lintasan yang ditempuh dalam selang waktu tertentu. Maka :
Kecepatan Linear
Dalam gerak melingkar, lintasannya ialah keliling lingkaran yang besarnya 2πr dan waktunya merupakan periode, Maka :
Lintasnya
Perhatikanlah gambar berikut ini.
Contoh Kecepatan Linear
Kecepatan Anguler atau Sudut
Besarnya perubahan sudut dalam rentang waktu tertentu dari dinamakan dengan kecepatan anguler atau kecepatan sudut (?).
Kecepatan Anguler atau Sudut
Contoh Soal Beserta Pembahasannya
Sebuah benda dengan massa 1 kg bergerak dengan laju tetap 10 m/s. Jika pada partikel tersebut bekerja gaya 100 N yang arahnya selalu menuju satu titik, tentukanlah lintasan dari partikel tersebut adalah ?
(A) Lingkaran dengan jari-jari 1 meter
(B) Cylindrical helix dengan jari-jari 1 meter
(C) Garis lurus
(D) Ellipse dengan major axis = 2 meter dan minor axis = 1 meter
(E) Sinusoidal dengan amplitudo 1 meter
Pembahasan :
Kamu pasti sudah tahu bahwa jika benda diberi suatu gaya yang menuju selalu ke satu titik maka kemungkinan besar benda mengalami gerak melingkar, contohnya seperti revolusi bulan ke bumi. Oleh sebab itu, gaya yang diberikan pada benda berarti sebuah gaya sentripetal dan benda mengalami percepatan sentripetal.
Untuk membuktikannya mari kita tentukan jari-jari lintasannya dengan persamaan gaya semtripetal.
Percepatan sentripetal benda adalah sebesar :
Percepatan sentripetal
Jika diketahui kecepatan liniernya, maka dapat dicari jari-jari lintasannya dengan rumus berikut :
Jari-Jari lintasannya
Maka, benda tersebut mengalami gerak melingkar dengan jari-jari lintasan sebesar 1 meter.
0 komentar:
Posting Komentar