GERAK MELINGKAR

GERAK MELINGKARAulia Reihan 1311012033Mardiyati Hasanah 1111013018Gerak MelingkarPada gerak jatuh bebas, perubahan kecepatan yang terjadi hanya menyangkut besarnya saja, sedangkan arahnya tidak. Untuk partikel yang bergerak melingkar dengan laju konstan, arah vektor kecepatan berubah terus menerus, tetapi besarnya tidak. Gerak ini disebutgerak melingkar beraturan(GMB)

Besaran fisis pada GMBa. Besaran Sudut ()Besar sudut dinyatakan dalam derajat tetapi pada gerak melingkar beraturan ini dinyatakan dalam radian. Satu radian (rad) adalah sudut dimana panjang busur lingkaran sama dengan jari-jari lingkaran tersebut (r). Jika s = r, bernilai 1 rad.

Secara umum besaran sudut dituliskan :

= s / r

dimana s = 2 r , sehingga = 2 rad

b. Kecepatan dan kelajuan Sudut ()Pada gerak melingkar, besaran yang menyatakan seberapa jauh benda berpindah (s) dalam selang waktu tertentu (t) disebutkecepatan anguleratau kecepatan sudut (). Kecepatan sudut ini terbagi atas kecepatan sudut rata-rata dan kecepatan sudut sesaat.

Kecepatan sudut rata-rata dituliskan sebagai : = / tKecepatan sudut sesaat dinyatakan sebagai = lim / tSatuan kecepatan sudut adalah rad/s. Selain satuan ini, satuan kecepatan sudut dapat pula ditulis dalamrpm(rotation per minutes) dimana 1 rpm = 2 rad/menit = /30 rad/s. Sedangkan nilai atau besarnya kecepatan sudut disebutkelajuan sudut.

gambar

c. Periode (T)Waktu yang dibutuhkan oleh suatu benda untuk bergerak satu putaran disebutperiode (T). Gerak melingkar untuk satu putaran adalah 2R. Waktu yang dibutuhkan untuk menempuh satu putaran dinyatakan oleh :

T = perpindahan sudut / kecepatan sudut

T = 2 / dimana 2 = perpindahan sudut (anguler) untuk satu putaran.

Jika jumlah putaran benda dalam satu sekon dinyatakan sebagaifrekuensi (f)maka diperoleh hubungan :

dimana f = frekuensi dengan satuan1/satauHertz (Hz).Gerak Melingkar BeraturanArah besaran Vektor Perpindahan (S), kecepatan (V) dan percepatan (a) pada gerak lurus ke satu arah, sedangkan padagerak melingkar V selalu berubahmenyinggung lintasan lingkaran (tegak lurus jejari)berarti ada perubahan kecepatan (V)akibat arah yang berubah atau ada percepatan. Ingat dua vektor dikatakan sama jika besar dan arah sama. Perkecil selang perpindahan maka vektorV akan tampak menuju ke pusat rotasi. Ingat kembaliV/t=a (percepatan), makaPada gerak melingkar beraturan ada percepatan disebut Percepatan sentripetal/percepatan radial arahnya menuju ke pusat lingkaran.Dinamika gerak translasi percepatan akibat gaya yang bekerja pada benda, gaya yang menyebabkan benda bergerak melingkar disebutGaya sentripetal/gaya radial arah menuju ke pusat lingkaran.Gaya sentripetal yaitu gaya yang menuju ke pusat lingkaran sangat banyak macamnya tergantung keberadaan sistem misal mobil membelok pada tikungan datar (bagian dari lingkaran) gaya sentripetal yaitu gaya gesekan ban dengan jalan coba bayangkan jika jalan licin tidak ada gaya ke arah dalam maka mobil tidak dapat membelok atau coba ikat benda diujung tali lalu putar mendatar, untuk membuat benda bergerak melingkar harus diberi gaya yang arahnya menuju pusat lingkaran gaya sentripetalnya adalah tegangan tali.

Mengapa pembalap Gb4 di atas memiringkan kendaraannya saat membelok? Perhatikan Gaya sentripetal Fs = mV2/R variabel m dan R tidak berubah jika V ingin besar maka Fs harus besar maka dengan memiringkan kendaraan ke dalam berarti menambah gaya sentripetal maka kendaraan tetap berada pada lintasan jalan.

gambar

Benda yang bergerak membentuk suatu lingkaran dengan radius r dan laju konstan v mempunyai percepatan yang arahnya menuju pusat lingkaran( gaya sentripetal) dan besarnya adalah

Sehingga percepatan ini bergantung pada v dan r

Untuk laju v yang lebih besar, semakin cepat pula kecepatan berubah arah, dan semakin besar radius, makin lambat kecepatan berubah arah. Vektor kecepatan menuju kearah pusat lingkaran. Tetapi vektor kecepatan selalu menuju kearah gerak, yang tangensial terhadap lingkaran. Dengan demikian vektor kecepatan dan percepatan tegak lurus satu sama lain pada setiap titik dijalurnya untuk gerak melingkar beraturan

Dinamika Gerak Melingkar BeraturanMenurut hukum Newton kedua, sebuah benda yang mengalami percepatan harus memiliki gaya total yang bekerja padanya. Benda yang membentuk lingkaran, harus mempunyai gaya yang diberikan padanya untuk mempertahankan geraknya dalam lingkaran itu.Dengan demikian dibutuhkan gaya total untuk memberinya percepatan sentripetal.Besar gaya yang dibutuhkan dapat dihitung dengan menggunakan hukum Newton kedua untuk komponen radial, FR= m.aR, dimana aR adalah percepatan sentripetal, aR= v/r, dan FR adalah gaya total atau netto dalam arah radial:

Karena aR diarahkan menuju pusat lingkaran pada setiap waktu, gaya total juga harus diarahkan ke pusat lingkaran. Gaya total diperlukan, karena jika tidak ada yang diberikan, benda tersebut tidak akan bergerak membentuk lingkaran melainkan bergerak pada garis lurus.Arah gaya total dengan demikian terus berubah, sehingga selalu diarahkan kepusat lingkaran. Gaya ini sering disebut Gaya Sentripetal Yaitu gaya yang menuju ke pusat.