A. Gerak MelingkarBeraturan

B. PercepatanSentripetal

C. Aplikasi GerakMelingkar

D. Gerak MelingkarBerubahBeraturan

Gerak Melingkar

69

menganalisis besaran Fisika pada gerak melingkar dengan laju konstan.

Setelah mempelajari bab ini, Anda harus mampu:

menerapkan konsep dan prinsip dasar kinematika dan dinamika benda titik.

Hasil yang harus Anda capai:

Roller coaster, pada kecepatan tertentu di lintasan yang menghadapke tanah penumpangnya tidak terjatuh.

Bab

4Sumber: CD Image

70 Mudah dan Aktif Belajar Fisika untuk Kelas X

A. Gerak Melingkar Beraturan

1. Laju Linear

Tes Kompetensi Awal

Aktivitas Fisika 4.1

Gambar 4.2Gerak melingkar dari sebuah

partikel.

v vB

A

RO

Gerak MelingkarTujuan PercobaanMengamati keadaan benda yang bergerak melingkar.

Alat-Alat Percobaan1. Kaleng cat bekas2. Tali secukupnya3. Air

Langkah-Langkah Percobaan1. Isilah kaleng bekas cat dengan air sampai kaleng cat terisi setengah.2. Ikatlah tali pada pegangan kaleng tersebut.3. Putar kaleng cat yang berisi air dengan tali sebagai pengikatnya dan tangan

sebagai poros putaran, seperti diperlihatkan pada gambar.4. Amati keadaan air dalam kaleng cat. Mengapa air tidak tumpah? Atau

mengapa air tumpah?

Gambar 4.1Uraian sebuah vektor

perpindahan.

A

B

v1

v2

R

RO

s

71Gerak Melingkar

R

Arah kecepatan linear pada setiaptitik selalu menyinggung lingkarandan arahnya selalu berubah.

Ingatlah

Tokoh

Johannes Kepler lahir di Weil(dekat Stutgart), Jerman. Iaalumnus Universitas Tübingen danpernah bekerja di sekolahLutheran di Graz, Austria. Setelahitu, ia bergabung dengan sebuahasosiasi bersama seorangastronom terkenal, Tyco Brahe.Kemudian, Kepler menjadi asistenBrahe di Praha, Republik Ceko.Hasil karyanya adalah hukum gerakplanet, yang kemudian digunakanoleh Newton untuk merumuskanhukum gravitasinya. Salah satuhukum tersebut adalah orbitplanet berbentuk elips. Pada saatitu, para astronom percaya bahwaorbit sebuah planet berbentuklingkaran. Kepercayaan ini telahberlangsung selama 2.000 tahun.Namun, berdasarkan perhitunganKepler ketika melakukanobservasi terhadap penelitianyang dilakukan oleh Brahe untukorbit planet Mars, bentuk orbitnyatidak berbentuk lingkaranmelainkan berbentuk elips.

Sumber: Jendela IPTEK, "Gerak dan Gaya"

2. Kecepatan Sudut (Kecepatan Anguler)

t

1

f

Contoh 4.2

Contoh 4.1

Johannes Kepler(1571–1630)

72 Mudah dan Aktif Belajar Fisika untuk Kelas X

22

3. Hubungan Laju Linear dan Kecepatan Sudut

Gambar 4.3Kecepatan linear dipengaruhi olehjarak benda terhadap pusat putaran

pada kecepatan sudut tertentu.

vA1

B0

B1

BB1

A1 v

A0

A0

O

t2 = t + t

t1 = t

Informasiuntuk Anda

Penggunaan variabel kecepatansudut dan kecepatan linear diantaranya adalah mengenaihubungan roda-roda bergerigi.Roda-roda bergerigi dihubungkanuntuk mempercepat,memperlambat, atau membalikputaran roda. Di antaranya adalah1. Susunan seporos:

1 =

2

� �

�

� �

� �

� �

2. Susunan bersinggungan:v

1 = v

2

1 r

1 =

2 r

2

3. Susunan terhubung sabuk:v

1 = v

2

1 r

1 =

2 r

2

Information for YouUses of angular and linear velocityvariable is about gear connection.Gears connected to quicken, toslowing down or returning. There is:1. One axis formation2. Contact formation3. Incircuit belt formation.

1

r2

2

r1

1

2

r2r

1

12

r2

r1

73Gerak Melingkar

2 f2 8

R8 1,6

8

Tes Kompetensi Subbab A

B. Percepatan Sentripetal

Gambar 4.4Arah kecepatan linear padagerak melingkar.

O

R

K

L

S

v1

–v1

N

M

v2

v = v2 – v

1

s

v

–v1

Contoh 4.3 Kata Kunci• laju linear• kecepatan sesaat

74 Mudah dan Aktif Belajar Fisika untuk Kelas X

s

s

at

t

t

0t 0t

0t

Percepatan pada gerak melingkarselalu menuju ke pusat lingkaran.

Ingatlah

2

Dapatkah suatu bendadipercepat jika kelajuannyakonstan?

Tantanganuntuk Anda

2

Tugas Anda 4.1

Dua buah roda dihubungkan sepertipada gambar. Jari-jari roda pertama5 cm jari-jari roda kedua 10 cm.Berapakah kecepatan roda 2 jikakecepatan sudut roda pertamaadalah 200 rpm?

12

r2

r1

75Gerak Melingkar

Kata Kunci• kecepatan sentripetal• kecepatan sesaat

Tes Kompetensi Subbab B

C. Aplikasi Gerak Melingkar

1. Gerak Melingkar pada Bidang Vertikal

Gambar 4.5a. Kereta luncur (roller coaster)b. Swing boat (kora-kora)

(b)(a)

Sumber: CD Image

Contoh 4.4

2 2 2

Kata Kunci• arah radial• gaya sentripetal

76 Mudah dan Aktif Belajar Fisika untuk Kelas X

2. Gerak Melingkar pada Arah Horizontal

Gambar 4.6Gerak penumpang pada permainan

ontang-anting.

Tes Kompetensi Subbab C

Gambar 4.8Sebuah titik berpindah dari A

menuju B.

t = 0

1

2

t = tB

A

D. Gerak Melingkar Berubah Beraturan

0

0

0t

0

0

percepatan semuyang dirasakanpenumpang

v

asp

2 1

Gambar 4.7Diagram vektor gerak penumpang

Sumber: Dokumentasi Penerbit

77Gerak Melingkar

tt

0( )

0( )

0

0 0( )

202

0

0 0

0 0

0

0 t2

0 0t t

2 20 02 ( )

Contoh 4.5

78 Mudah dan Aktif Belajar Fisika untuk Kelas X

Tes Kompetensi Subbab D

0

t

(12)

Mari Mencari Tahu

Rangkuman

79Gerak Melingkar

Peta Konsep

Setelah mempelajari bab ini, tentunya Anda dapatmenyebutkan contoh-contoh benda yang bergerakmelingkar yang ada di lingkungan Anda. Dapatkah Andamenyebutkan manfaat lain? Dari bab ini, bagian manakah

Refleksi

dari materi bab ini yang Anda pahami? Agar semuamateri pada bab ini Anda pahami, cobalah diskusikandengan teman Anda atau minta penjelasan kepadaguru.

80 Mudah dan Aktif Belajar Fisika untuk Kelas X

T

R

O R

v

B

Tes Kompetensi Bab 4

81Gerak Melingkar

A

B

P

82 Mudah dan Aktif Belajar Fisika untuk Kelas X