GERAK MELINGKAR DENGAN LAJU KONSTAN

GERAK MELINGKAR DENGAN LAJU KONSTAN
Standar Kompetensi :
2. Menerapkan konsep dan prinsip dasar
kinematika dan dinamika benda titik
Kompetensi Dasar :
2.1 Mempredikasi besaran-besaran fisika pada
gerak melingkar beraturan dan gerak
melingkar berubah beraturan
Indikator hasil belajar :
 Menganalisis besaran-besaran fisika pada
gerak melingkar dengan kecepatan konstan
GERAK MELINGKAR BERATURAN
 Kecenderungan setiap benda yang sedang bergerak,
lintasannya berupa garis lurus.
 Agar suatu benda dapat bergerak pada lintasan
melingkar, suatu gaya harus terus dikerjakan.
 Gaya yang dikerjakan pada benda agar lintasannya
berupa lingkaran disebut Gaya Sentripetal. Misal,
suatu beban diayunkan dalam suatu lingkaran pada
ujung suatu tali.
Lintasan Horisontal
Lintasan Vertikal
v
v
Fs
Fs
Keterangan:
v = kelajuan benda
Fs = gaya sentripetal, gaya ini selalu mengarah ke pusat lingkaran
PERSAMAAN GERAK MELINGKAR BERATURAN
Periode T adalah selang waktu yang diperlukan
oleh suatu benda untuk menempuh satu kali
melingkar/ berputar.
Frekuensi f adalah banyaknya putaran yang dapat
dilakukan benda dalam selang waktu satu sekon.
Hubungan antara periode dan frekuensi adalah:
1
1
T  atau f 
f
T
Kelajuan benda v adalah panjang lintasan per
selang waktu tempuh.
2 R
v
 2 Rf
T
Kecepatan sudut ω adalah pergeseran sudut pusat
per selang waktu tempuh.
2

 2 f
T
Hubungan antara kelajuan
kecepatan sudut adalah:
v   R
benda
dengan
Besar gaya Fs yang diperlukan tergantung pada:
massa benda, m ( dalam satuan kilogram)
kecepatan benda, v ( dalam satuan m/s)
jari-jari lingkaran, r ( dalam satuan meter)
v2
Sedangkan persamaan gayanya adalah Fs  m
r
Gaya Fs ini selalu mengarah ke pusat lingkaran,
sedang arah kecepatannya v selalu menyinggung
lintasan.
Menurut hukum Newton, besar gaya F = m.a
v2
Maka, percepatan a 
r
Gaya F yang menghasilkan percepatan ini dikenal
sebagai gaya sentripetal.
Sedangkan percepatan a yang menuju pusat
lingkaran dinamakan percepatan sentripetal.
Sehingga arah kecepatan v dengan arah percepatan a
selalu tegak lurus.
GERAK MELINGKAR BERATURAN
Arah kecepatan v dengan arah percepatan a selalu tegak lurus
SOAL LATIHAN
1.
Sebuah benda dipaksa untuk bergerak melingkar horisontal dengan cara
diputar pada ujung suatu tali yang panjang lengannya 500 cm. Jika massa
benda itu 200 gram dan kecepatannya 6 m/s, berapakah besar tegangan tali
itu?
2.
Sebuah mobil bermassa 805 kg berbelok di suatu tikungan jalan berbentuk
seperempat lingkaran yang radiusnya 9 meter. Jika gaya gesekan maksimum
antara jalan dan ban adalah 7245 newton, berapa besar kecepatan maksimum
agar mobil tidak slip dan keluar jalan?
3.
Sebuah ember berisi air diputar dalam suatu lingkaran vertikal dengan radius
1,2 meter. Berapakah besar kelajuan minimum ember itu di titik tertinggi lintasannya agar air tidak tumpah? (g = 10 m/s2)
4.
Suatu satelit pada ketinggian 40000 kilometer dari pusat bumi terlihat sedang
mengorbit bumi dengan periode 24 jam. Tentukanlah kecepatan yang dialami
satelit pada ketinggian ini! (π = 3,14)