Gerak Melingkar

GuruOnlinee.com – Halo sobat cerdas, dalam artikel ini kita akan membahas tentang Gerak Melingkar. Apa sih itu Gerak Melingkar? Bagaimana cara menjawab soal-soal fisika terkait Gerak Melingkar? Untuk mengetahuinya, yuk simak penjelasan berikut!

Gerak Melingkar terbagi menjadi dua jenis, yakni Gerak Melingkar Beraturan dan Gerak Melingkar Berubah Beraturan. Berikut Penjelasannya.

A. Besaran-besaran pada Gerak Melingkar

Untuk mengetahui besaran-besaran pada Gerak Melingkar, perhatikan gambar berikut!

Misalkan gambar 1 diatas merupakan kaset CD yang berputar berlawanan arah jarum jam. Sudut yang dibentuk oleh partikel-partikel sepanjang garis jari-jari CD selama berputar disebut perpindahan sudut yang disimbolkan dengan Δθ (Δθ = θ – θ_o). Nilai θ, dalam radian didefinisikan sebagai perpandingan antara jarak linear x (keliling lingkaran) dan jari-jari CD.

Selang waktu yang diperlukan sebuah benda untuk melakukan gerak melingkar dengan lingkaran penuh disebut Periode (T). Sedangkan jumlah putaran yang dapat dilakukan oleh suatu benda dalam satuan waktu disebut Frekuensi (f). Hubungan antara Periode dan Frekuensi dapat dirumuskan seperti berikut!

B. Pengertian Gerak Melingkar Beraturan

Gerak Melingkar Beraturan (GMB) adalah gerak suatu benda dengan menempuh lintasan melingkar pada kelajuan (atau kecepatan) tetap. Selama benda bergerak melingkar, arah kecepatan benda tersebut selalu berubah.

Kecepatan pada suatu titik dalam garis jari-jari lingkaran CD (gambar 1) sejatinya berbeda-beda. Semakin luar suatu titik pada CD maka kecepatanya akan semakin tinggi, sebaliknya semakin dalam suatu titik pada CD maka semakin kecil kecepatannya, bahkan pada titik pusat CD, kecepatannya nol atau tidak bergerak. Untuk merepresentasikan kelajuan gerak melingkar dalam fisika dinyatakan dengan putaran permenit atau RPM, kelajuan tersebut juga disebut kecepatan sudut.

Kecepatan sudut rata-rata didefinisikan sebagai hasil bagi perpindahan sudut dengan selang waktu.

Adapun hubungan antara kecepatan sudut ω dan kecepatan linear v adalah :

Semakin jauh titik dari pusat lingkaran, maka semakin besar kecepatan linearnya.

Untuk bergerak dengan putaran penuh, maka panjang lintasan pada titik yang berada pada jarak r dari titik pusat, adalah tidak lain merupakan panjang keliling lingkaran. Maka kecepatan linear dapat ditulis menjadi:

Sehingga kecepatan sudut ω dapat ditulis menjadi:

Berikut tabel hubungan besaran-besaran pada Gerak Melingkar:

C. Pengertian Gerak Melingkar Berubah Beraturan

Gerak Melingkar Berubah Beraturan (GMBB) adalah gerak melingkar dengan kecepatan sudut yang berubah-ubah, namun percepatan sudutnya tetap. Pada GMBB, kecepatan tersebut akan meningkat apabila searah dengan percepatannya. Sebaliknya, kecepatan akan menurun ketika berlawanan dengan perubahan percepatannya.

Dalam gerak melingkar, terdapat dua jenis percepatan yakni percepatan tangensial dan percepatan radial. Kedua percepatan tersebut saling tegak lurus sehingga mengasilkan resultan percepatan percepatan.

Percepatan sentripetal adalah percepatan yang selalu tegak lurus terhadap kecepatan linearnya dan mengarah ke pusat lingkaran. Sedangkan lawan dari percepatan sentripetal disebut percepatan radial. Percepatan radial adalah percepatan yang muncul dari perubahan arah vektor kecepatan, yang dirumuskan dengan:

dimana v²/r adalah percepatan sentripetal.

Sementara percepatan tangensial adalah percepatan yang menyebabkan perubahan kelajuan partikel, komponen percepatan ini sejajar dengan arah kecepatan sesaat.

Sehingga percepatan total dalam Gerak Melingkar adalah :

dimana,

dengan α adalah percepatan sudut.

Adapun kesamaan antara rumus gerak lurus berubah beraturan dengan gerak melingkar berubah beraturan dapat dilihat pada tabel berikut:

Contoh Soal

Sebuah roda katrol berputar pada 300 rpm. Hitunglah:

1. frekunesi (dalam hz),
2. periode (dalam s),
3. kecepatan sudut (dalam rad/s)
4. Keceptan linear pada titik 0,05 m dari pusat katrol.

Penyelesaian:

Diketahui:

Jawab:

Demikianlah pembahasan kita terkait Gerak Melingkar. Terima kasih, semoga bermanfaat.