bahan ajar

Gerak Melingkar

Gerak melingkar adalah gerak sebuah benda dengan lintasan berbentuk lingkaran.Keterangan:

O = titik pusat lingkaran

R = jari-jari lingkaran (meter)

m = massa partikel (kilogram)

θ  = sudut pusat lingkaran yang ditempuh partikel (radian)

Pengertian Sudut 1 Radian

Sudut 1 radian adalah sudut pusat lingkaran dengan panjang busur lingkaran sama dengan jari-jari lingkaran. Dimana dilihat dari gambar adalah;

1.      Gerak melingkar beraturan

a)      Definisi Gerak melingkar beraturan Gerak Melingkar Beraturan adalah gerak yang lintasannya berupa lingkaran dan tiap satuan waktu menempuh busur lingkaran yang sama panjangnya dan besar kecepatan (kelajuannya) selalu tetap.

b)      Besaran-besaran pada gerak melingkar beraturan

1)      Periode dan Frekuensi

Periode (T) adalah waktu yang di perlukan titik (benda) untuk melakukan satu kali putaran

Keterangan:

T = periode (sekon)

f = frekuensi (Hz)

N = jumlah putaran

t = waktu selama bputar (sekon)

2)      Kelajuan Linier pada gerak melingkar (v)

Kelajuan Linier pada gerak melingkar merupakan jarak yang ditempuh dibagi waktu tempuhnya atau keliling lingkaran di bagi periode gerak benda. Bila R merupakan jari-jari lingkaran maka untuk menempuh  satu periode (T) akan membentuk keliling lingkaran 2πR. Maka dalam
oleh karena lintasan yang ditempuh setiap sekon adalah kecepatan (v) maka

.

3)      Kecepatan anguler (ɷ)

Kecepatn anguler adalah kecepatan sudut yang di bentuk ketika benda berotasi dalam satu periode. Berdasarkan gambar 2 saat benda mengalami kelajuan linear jika jari-jari ditari dari titi posat (0) maka akan membentuk sudut lingkaran (360⁰)dan kita ketahui bahwa sudut satu lingkaran dapat di tulis dalam satuan radian yaitu 2πradian sehingga dapat kita tulis  

4)      Hubungan kecepatan linear dan kecepatan anguler.

Berdasarkan gambar 2 kita telah peroleh persamaan keepatan linear

untuk memperoleh kaitan kedua persamaan ini kita substitusikan persamaan kecepatan anguler kedalam persamaan kecepatan linear sehingga diperoleh

5)      Percepatan sentripetal

Pada gerak melingkar beraturan, walaupun kelajuan liniernya tetap v₁=v₂ tetapi kecepatannya atau arah vektornya selalu berubahdengan demikian pada gerak melingkar beraturan terdapat percepatan yang disebut percepatan sentripetal dan diberi lambang a_s yaitu percepatan yang arahnya selalu menuju titik pusat lingkaran.

Besar percepatan sentripetal 

Jika massa partikel yang melakukan gerak melingkar = m, maka gaya yang menimbulkan percepatan sentripetal disebut gaya sentripetal yang diberi lambang (F_s) yaitu: gaya yang arahnya selalu menuju titik pusat lingkaran. Berdasarkan Hukum II newton:

               keterangan :

                                    F_s           :gaya benda (N)

                                    m         :massa benda (kg)

                                    a_s            :percepatan sentripetal (m/s²)

6)      Hubungan roda-roda.

a.       Untuk dua roda yang dihubungkan sepusat (satu poros) arah putaran dan kecepatan sudutnya sama.

b.      Untuk dua roda gigi yang dihubungkan bersinggungan arah putaran keduanya berlawanan dan laju linear keduanya sama

c.       Untuk dua roda yang dihubungkan dengan tali, sabuk, atau rantai arah putaran dan kelajuan linear kedua roda sama