LEMBAR KERJA SISWAGERAK MELINGKAR1. Tujuan Menentukan kelajuan benda Menentukan gaya sentripetal benda yang bergerak melingkar

2. Alat Plastisin Penggaris Stop watch Pipa Benang (Tali)

3. Dasar teoriA. Pengertian Gerak Melingkar BeraturanGerak melingkar beraturan adalah gerak yang lintasannya berbentuk lingkaran dengan laju konstan dan arah kecepatan tegak lurus terhadap arah percepatan. Arah kecepatan terus berubah sementara benda bergerak dalam lingkaran tersebut, tampak seperti pada gambar. Oleh karena percepatan didefinisikan sebagai besar perubahan kecepatan, perubahan arah kecepatan menyebabkan percepatan sebagaimana juga perubahan besar kecepatan. Dengan demikian, benda yang mengelilingi sebuah lingkaran terus dipercepat, bahkan ketika lajunya tetap konstan (v1 = v2 = v). v1

v2

B. Besaran-besaran dalam Gerak Melingkar1. Posisi SudutGambar di bawahmelukiskan sebuah titik P yang berputar terhadap sumbu yang tegak lurus terhadap bidang gambar melalui titik O. Titik P bergerak dari A ke B dalam selang waktu t. Posisi titik P dapat dilihat dari besarnya sudut yang ditempuh, yaitu yang dibentuk oleh garis AB terhadap sumbu x yang melalui titik O. Posisi sudut diberi satuan radian (rad). Besar sudut satu putaran adalah 360 = 2 radian.

AACBCPOs

Gambar di atas titik P berotasi dengan sumbu di OJika adalah sudut pusat lingkaran yang panjang busurnya s dan jari-jarinya R, diperoleh hubungan: =.............................................................. (1.3)dengan: = lintasan/posisi sudut (rad)s = busur lintasan (m)R = jari-jari (m)

2. Periode dan FrekuensiSebuah partikel/benda yang bergerak melingkar baik gerak melingkar beraturan ataupun yang tidak beraturan, geraknya akan selalu berulang pada suatu saat tertentu. Dengan memerhatikan sebuah titik pada lintasan geraknya, sebuah partikel yang telah melakukan satu putaran penuh akan kembali atau melewati posisi semula. Gerak melingkar sering dideskripsikan dalam frekuensi ( f ), yaitu jumlah putaran tiap satuan waktu atau jumlah putaran per sekon. Sementara itu, periode (T ) adalah waktu yang diperlukan untuk menempuh satu putaran. Hubungan antara periode (T ) dan frekuensi ( f ) adalah: T = atau f = ................................. (1,1)dengan:T = periode (s) f = frekuensi (Hz)Sebagai contoh, jika sebuah benda berputar dengan frekuensi 3 putaran/sekon, maka untuk melakukan satu putaran penuh, benda itu memerlukan waktu 1/3 sekon. Untuk benda yang berputar membentuk lingkaran dengan laju konstan v, dapat kita tuliskan:V= .....................................................................................( 1.2 )Hal ini disebabkan dalam satu putaran, benda tersebut menempuh satu keliling lingkaranadalah 2r.

3. Kecepatan SudutDalam gerak melingkar beraturan, kecepatan sudut atau kecepatan anguler untuk selang waktu yang sama selalu konstan. Kecepatan sudut didefinisikan sebagai besar sudut yang ditempuh tiap satu satuan waktu. Untuk partikel yang melakukan gerak satu kali putaran, didapatkan sudut yang ditempuh =2 dan waktu tempuh t = T. Berarti, kecepatan sudut ( ) pada gerak melingkar beraturan dapat dirumuskan: atau ....................................................... ( 1.4 )

dengan: = kecepatan sudut (rad/s)T = periode (s)f = frekuensi (Hz)

C. Hubungan Antara Gerak Lurus Beraturan (GLB) dan Gerak Melingkar Beraturan (GMB)Antara Gerak Lurus Beraturan (GLB) dan Gerak MelingkarBeraturan (GMB) memiliki hubungan kesetaraan besaran-besarangeraknya. Perhat ikan tabel berikut ini.

GLBGMBHubungannya

Pergeseran LinierSPergeseran suduts=

Kecepatan Linierv= Kecepatan Sudutv=

4. Cara Kerja1. Rangkailah alat seperti gambar.

Massa AMassa B

2. Putarlah beban sebanyak 10 putaran. Tentukan waktu untuk melakukan 10 putaran dan ukur jari-jari dari benda yang bergerak melingkar.3. Ulangi langkah ke 2 beberapa kali untuk beberapa massa benda yang berbeda.

5. Data Percobaan NOMasa bebanWaktu (10 putaran)Jari-jari putaran (R)

Massa AMassa B

1

2

3

1. Berdasarkan data pada tabel, buatlah grafik kecepatan (v) terhadap jari-jari putaran (R)

R ( m )v (m/s )

2. as (m/s)R (m)Berdasarkan data pada table, buatlah grafik percepatan sentripetal (as) terhadap jari-jari putaran (R)

6. Tentukanlah besar kecepatan pada gerak melingkar tersebutPerhitungan................................................................................................................................................................................................................................................................................................... .............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

7. PertanyaanDari hasil perhitungan kalau kelajuan benda semakin besar bagaimana jari-jari orbitnya?.Jawab:..........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

8. Kesimpulan ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................