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.

GERAK MELINGKAR BERATURAN

Lintasan Horisontal Lintasan Vertikal

v v Fs Fs

Keterangan:v = kelajuan bendaFs = 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:

Kelajuan benda v adalah panjang lintasan per selang waktu tempuh.

Kecepatan sudut ω adalah pergeseran sudut pusat per selang waktu tempuh.

Hubungan antara kelajuan benda dengan kecepatan sudut adalah:

T

1 fatau

f

1 T

Rf2T

R2 v

f2T

2

R v

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)

Sedangkan persamaan gayanya adalah

Gaya Fs ini selalu mengarah ke pusat lingkaran, sedang arah kecepatannya v selalu menyinggung lintasan.

Menurut hukum Newton, besar gaya F = m.a

Maka, percepatan

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.

r

v m F

2

s

r

v a

2

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 lin-tasannya 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)