KINEMATIKA GERAK MELINGKAR
Untuk Fisika SMA
Oleh Ahmad Rampiki
TENTANG KINEMATIKA GERAK MELINGKAR
Mempelajari gerak benda pada lintasan melingkar/lingkaran tanpa meninjau penyebabnya.
Posisi Sudut, Dan Perubahan Sudut
Adalah kedudukan suatu titik (di suatu lintasan melingkar) dalam satuan sudut (terhadap acuan sudut 0o).
Adalah besar sudut yang ditempuh oleh suatu titik yang bergerak melingkar.
Dalam Satuan Derajat
Dalam Satuan Putaran
Dalam Satuan Radian (rad)
Definisi Sudut 1 rad (radian)
Sudut 1 radian
Sudut 1 Radian terjadi saat panjang tali busur = jari-jari lingkaran (s = r).
Sudut Radian 1 Putaran/Keliling lingkaran
Sudut Rad merupakan hasil perbandingan antara panjang tali busur (s), dengan jari-jari (r) lintasan gerak melingkar.
1 rad = 57,3o
Suatu besaran fisis yang menyatakan nilai kecepatan sudut benda yang bergerak melingkar pada waktu tertentu (dengan selang waktu yang singkat)
Adalah besar sudut tempuh rata-rata tiap satuan waktu
Waktu | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
Kelajuan Sudut (rad.s-1) | 8,5 | 8,4 | 8,3 | 8,0 | 7,6 | 7,0 |
Suatu besaran fisis yang menyatakan nilai percepatan sudut benda yang bergerak melingkar pada waktu tertentu (dengan selang waktu yang singkat)
Adalah besar perubahan kecepatan sudut dalam satuan selang waktu
Waktu (s) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
Percepatan Sudut (rad.s-2) | 2,2 | 2,1 | 2,2 | 2,3 | 2,2 | 2,0 |
Contoh Soal:
Contoh Kecepatan Sudut
Suatu benda bergerak melingkar mula-mula posisi sudutnya adalah 10o, setelah 3 detik posisi sudutnya menjadi 160o. Hitung berapakah kecepatan sudutnya dalam satuan (rad.s-1)!
Contoh Percepatan Sudut
Roda Sebuah mobil teramati melambat. Pada awal pengamatan kecepatan sudutnya 25 rad.s-1, setelah 10 detik kecepatan sudutnya menjadi 5 rad.s-1. Hitunglah berapa besar percepatan roda tersebut?
Hubungan Besaran Linear dan Besaran Sudut
Percepatan tangesial (a) berperan merubah nilai kecepatan linear (v).
Kecepatan linear (v), adalah kecepatan yang tegak lurus jari-jari .
Adalah percepatan yang berperan untuk merubah arah kecepatan linear. Arahnya (asp) selalu menuju pusat putaran.
Adalah vektor resultan antara percepatan tangensial dan sentripetal
Contoh:
Gerak Melingkar Beraturan (GMB)
Bentuk grafik GMB.
GMB adalah gerak benda pada lintasan melingkar dengan kelajuan konstan!
Rumus GMB:
Contoh:
Sebuah roda berjari-jari 40 cm, berputar dengan frekuensi putaran konstan sebesar 10 rps. Tentukan:
Frekuensi (f), Periode (T) dan rpm (Rotasi Per Menit)
Contoh Soal:
Sebuah piringan kaset berputar sebanyak 1200 putaran selama 30 detik. Tentukan:
Rpm (Rotasi Per Menit)
Adalah banyak putaran tiap menit.
Gerak Melingkar Berubah Beraturan (GMBB)
GMBB adalah gerak benda pada lintasan melingkar dengan percepatan konstan, kecepatan berubah secara teratur!
Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
Rumus-rumus GMBB
Bentuk grafik GMBB:
Contoh Soal:
Gambar di bawah ini menggambarkan kecepatan sudut sebuah roda mobil terhadap waktu.
5
0
2
12
Diketahui jari-jari mobil 30 cm. Tentukan:
Contoh Soal:
Gambar di bawah ini menggambarkan kecepatan sudut roda mobil A dan B terhadap waktu.
A
B
5
0
2
10
Diketahui jari-jari roda kedua mobil adalah 30 cm. Tentukan:
Contoh: Perhatikan grafik kecepatan sudut terhadap waktu suatu objek yang bergerak berikut ini!
Jika jari-jari roda 30 cm, tentukan :
Hubungan Roda-Roda
Roda-roda Seporos
Roda-Roda Bersinggungan/Terhubung Sabuk
Berlaku:
Berlaku:
Contoh Soal:
Lima buah roda berputar dan terhubung seperti gambar di atas. Roda A dan B serta roda C dan D seporos. Diketahui jari-jari roda A, B, C, D dan E berturut-turut 1 : 3 : 4 : 1 : 3. Jika kecepatan linear roda B adalah 12 m.s-1, tentukan kecepatan linear masing-masing roda!
Hidup ini layaknya Putaran Sebuah Roda, kita mungkin adalah Sebuah titik di tepiannya. Kadang ada di bawah, di tengah, juga di Atas. Tapi yang terpenting, apakah putaran itu maju atau diam di tempat?