Gerak Melingkar – Rumus, Besaran, Contoh Soal Lengkap

By Posted on

Gerak Melingkar – Rumus, Besaran, Contoh Soal Lengkap

Gerak Melingkar – Dalam pembelajaran ini kita akan membahas mengenai gerak melingkar, mulai dari pengertian, rumus, besaran hingga contoh soal lengkapnya. Namun untuk awal mula, kita akan mencari tahu dulu apa itu gerak melingkar.

Gerak Melingkar merupakan gerak dari suatu objek yang lintasannya berupa lingkaran dan mengelilingi suatu titi tetap, misalnya saja yang anda lihat pada gerakan bulan yang mengelilingi bumi dan gerakan berputar bola yang tergantung dengan menggunakan tali.

Frekuensi Periode

Apa itu frekuensi periode? Pada gerak melingkar sering sekali disebutkan sebuah istilah yakni frekuensi dan juga periode. Frekuensi (f) merupakan banyaknya putaran yang dilakukan objek dala satu detik. Periode (T) merupakan waktu yang dibutuhkan oleh suatu objek untuk bisa menyelesaikan satu putaran penuh.

Berikut ini merupakan rumus persamaannya:

Dimana diketahui

n = banyak putaran
t = waktu (s)
1 putaran = 2 \pi rad (radian)
1 rpm (rotasi per menit) = \pi / 15.

Periode dan frekuensi dihubungkan dengan menggunaan persamaan:

T = \frac{1}{f}

Dimana diketahui:
T = periode (s)
f = frekuensi (Hz)

 

Kecepatan dan Percepatan Gerak Melingkar

Pada gerak melingkar ada hal yang sangat penting dan wajib anda perhatikan, yakni semua persamaan kecepatan dan percepatan selalu menggunakan persamaan kecepatan sudut dan juga percepatan sudut, coba anda perhatikan gambar yang ada di bawah ini:

Kecepatan (v) adalah kecepatan linier atau kecepatan yang biasa anda temukan di dalam gerak lusur, kecepatan sudut ini juga biasa disebut dengan omega dan kecepatan linier (v) yang dihubungan dengan persamaan:

\omega = \frac{v}{r}

Dimana diketahui:

v = kecepatan linear (m/s)

r = jari-jari lintasan (m)

Maka kecepatan sudut bisa dicari jika yang diketahui frekuensi atau pun periodenya, untuk bisa mencari nilai kecepatan sudut (\omega)  bisa menggunakan rumus:

\omega = 2 \pi f

Atau bisa juga dengan menggunakan rumus

\omega = \frac{2 \pi}{T}

Dimana diketahui:

\omega = kecepatan sudut (rad/s)
\pi = 22/7 atau 3,14

Pada gerak melingkar terdapat suatu percepatan yang terdapat pada objek yang mengaraj pada pusat titik lintasan yang dinamakan percepatan sentripetal, percepatan sentripetal arahnya berada tegak lurus dengan arah kecepatan linear, coba anda perhatikan gambar yang ada di bawah ini:

Persamaan percepatan sentripetal adalah:

Dimana diketahui:

as = percepatan sudut (m/s2)

Percepatan sentripetan (as) bisa menyebabkan timbulnya sebuah gaya yang biasa disebut juga dengan gaya sentripetal (Fs) yang juga mengarah ke pusat titik lintasan. Gaya sentirpetal haruslah tetap ada agar objek tetap bergerak pada lintasan atau lingkaran.

Coba perhatikan gambar yang ada di bawah ini:

Persamaan gaya sentripetal adalah:

Dimana diketahui:

Fs = gaya sentripetal (N)

m = massa benda (m)

 

Apabila sebuah benda digerakkan secara melingkar atau secara vertical maka komponen gaya-gayanya bisa dilihat pada gambar yang ada di bawah ini:

Anda bisa langsung mencari nilai kecepatan linier benda dengan menggunaan persamaan di bawah ini:

Pada kasus gerak melingkar apabila sebuah mobil yang sedang berbelok dengan lintasan melingkar anda bisa lansung mencari kecepatan liniernya dengan persamaan yang ada di atas juga.

Apabila lintasannya mempunyai kemiringan sebesar / theta seperti pada gambar yang ada di atas maka dimasukkan juga kemiringan sudutnya sehingga persamaan kecepatan liniernya menjadi:

Sudah tahu kan, penjelasan dan pengertian mengenai gerak melingkar beserta dengan rumusnya yang sudah kami jelaskan di atas, untuk lebih memperdalam ilmu anda, kami juga akan memberikan contoh soal yang dapat anda gunakan untuk melatih diri dengan mencoba untuk menjawabnya. Setelah menjawabnya anda juga bisa memeriksa hasil jawabannya pada jawaban yang sudah disediakan. Silahkan cek contoh soal yang ada di bawah ini:

Contoh Soal Gerak Melingkar

Terdapat sebuah benda dengan massa 1 kg bergerak dengan laju tetap sebesar 10 m/s. Apabila pada partikel tersebut bekerja gaya 100 N yang arahnya selalu menuju pada satu titik. Coba anda tentukan lintasan dari partikel tersebut!

(A) lingkaran dengan jari-jari 1 m

(B) cylindrical helix dengan jari-jari 1 m

(C) garis lurus

(D) ellipse dengan major axis = 2 m dan minor axis = 1 m

(E) sinusoidal dengan amplitudo 1 m

Jawaban:

Anda pastinya sudah tahu apabila benda yang diberikan oleh suatu gaya yang menuju selalu ke satu titik maka kemungkinan besar benda dapat mengalami gerak melingkar. Salah satu contohnya adalah revolusi bulan ke bumi. Oleh karena itu, gaya yang diberikan kepada benda merupakah sebuah gaya sentripetal dan benda yang mengalami percepatan sentripetal. Untuk dapat membuktikannya anda bisa menentukannya dengan dengan menggunakan jari-jari lintasannya dengan menggunakan persamaan gaya sentripetal.

Percepatan sentripetal benda adalah:

Apabila diketahui kecepatan liniernya, maka bisa dicari jari-jari lintasannya dengan menggunakan rumus yang ada di bawah ini:

Sehingga bisa ditentukan bahwa benda tersebut mengalami gerak melingkar dengan jari-jari lintasan sebesar 1m.

Maka dapat diketahui jawabannya adalah A lingkaran dengan jari-jari 1 m.

 

Demikian penjelasan lengkap mengenai gerak melingkar, mulai dari pengertian, contoh gambar hingga contoh soal yang disertai dengan jawabannya lengkap dan bisa anda gunakan untuk latihan. Semoga dengan penjabaran ini membuat ilmu pengetahuan anda bertambah ya. Sampai jumpa di pembahasan berikutnya!

Related posts: