Gerak Melingkar untuk kelas XI MIPA File - e

HANDOUT FISIKA KELAS XI MIPA
SMA NEGERI 5 MATARAM
GERAK MELINGKAR
A. Kecepatan sudut rata-rata dan percepatan sudut rata-rata
Keterangan:  = Kecepatan sudut rata-rata (rad/s)
  2  1
  2  1
 
 


 = Percepatan sudut rata-rata (rad/s2)
t 2  t1
t
t 2  t1
t
 = Perubahan posisi sudut (rad)
 = Perubahan kecepatan sudut (rad/s)
t = Perubahan waktu (s)
B. Hubungan posisi sudut, kecepatan sudut, dan percepatan sudut

Posisi sudut ()
d
dt

kecepatan sudut ( )
   o   .dt
d
dt
  o    .dt
percepatan sudut ()
C. Hubungan posisi sudut, kecepatan sudut, dan percepatan sudut jika variabelnya tidak dalam bentuk
persamaan
1.   o .t  1 2  .t 2
4. a   .R
2.   o   .t
3.  2  o  2. .
2
D. Gaya sentripetal (Fs)
Adalah gaya yang dialami benda yang bergerak melingkar dengan arah selalu menuju pusat lingkaran.
m
v
Keterangan: Fs = gaya sentripetal (N)
v2
F  Fs  m.
m = massa benda (kg)
R
Fs
v = kecepatan linier benda (m/s)
R = jari-jari lingkaran (m)
F  Fs  m. 2 .R
R
 = kecepatan sudut (rad/s)


E. Latihan:
 Petunjuk: jawablah pertanyaan di bawah ini dengan benar!
1. Posisi sudut sebuah titik pada tepi sebuah roda yang sedang berputar dinyatakan oleh  = 4,0t – 3,0t2 + t3,
dengan  dalam radian dan t dalam sekon. Tentukan:
a. Posisi sudut pada t = 2 sekon.
b. Kecepatan sudut rata-rata dari t = 1 sekon sampai t = 3 sekon.
c. Kecepatan sudut pada t = 2 sekon
d. Percepatan sudut rata-rata dari t = 1 sekon sampai t = 3 sekon.
e. Percepatan sudut pada t = 2 sekon
2.
Pada sebuah roda berputar dengan percepatan  = (2 rad/s3)t. Tentukan:
a. Persamaan kecepatan sudut jika kecepatan sudut awal 5 rad/s.
b. Kecepatan sudut pada t = 2 s.
c. Persamaan posisi jika posisi sudut awal 2 rad.
d. Posisi sudut pada t = 2 s.
3.
Sebuah roda berjari-jari 20 cm berputar dengan kelajuan 50 putaran persekon. Dalam waktu 10 sekon,
kelajuannya berubah menjadi 20 putaran persekon. Tentukan:
a. Percepatan sudut putaran
b. Percepatan linier putaran
c. Waktu yang diperlukan roda sampai berhenti
d. Jumlah putaran dari awal sampai berhenti
4.
Sebuah benda bermassa 3 kg diikat dengan tali lalu diputar sehingga lintasan berbentuk lingkaran vertikal
dengan jari-jari 50 cm. Bila kecepatan liniernya 5 m/s. Hitung tegangan tali benda:
a. di dasar lingkaran
b. di puncak lingkaran
5.
Sebuah roda bermassa 200 gr diikat pada ujung sebuah tali, kemudian diputar secara vertikal sehingga
benda bergerak melingkar dengan jejari 30 cm dan kecepatan 6 m/s. Tentukan perbandingan tegangan tali
di titik tertinggi dan tegangan tali di titik terendah.
6.
Sebuah mobil dengan massa 2 ton, berada pada puncak sebuah bukit yang dianggap sebuah lingkaran
dengan diameter 10 meter, jika mobil tersebut ketika dipuncak bukit berkecepatan 2 m/s, hitunglah gaya
normal yang bekerja pada mobil tersebut.
“Selamat belajar semoga bermanfaat”