Gerak Melingkar Beraturan Dan Berubah Beraturan

Gerak Melingkar – Masih dalam pelajaran fisika, pelajaran kali ini kita akan membahasa mengenai gerak melingkar beraturan, berubah beraturan, rumus dan pola soal beserta pengertian lengkapnya. Namun dipertemuan sebelumnya bersama kami telah membahas mengenai glbb. Baiklah eksklusif saja mari kita simak bersama penjelasannya di bawah ini.

Pengertian Gerak Melingkar

Gerak Melingkar ialah merupakan suatu gerakan atau objek yang lintasannya berupa bundar mengelilingi suatu titik tetap. Misalnya seperti halnya pada gerakan Bulan mengelilingi bumi dan gerakan berputar bola yang tergantung pada tali.

Gerak Melingkar Beraturan

(GMB) atau Gerak melingkar beraturan ialah merupakan gerak suatu benda yang menempuh lintasan melingkar dengan besar kecepatan tetap. Pada kecepatan GMB ini besarnya selalu statis/tetap, akan tetapi arahnya selalu berubah, dan arah kecepatan selalu menyinggung lingkaran. Makara sanggup diambil kesimpulan, arah kecepatan (v) selalu tegak lurus dengan garis yang ditarik melalui sentra bundar pada titik tangkap vektor kecepatan pada ketika itu juga.

Besaran-Besaran Fisika dalam Gerak Melingkar

Periode (T) dan Frekuensi (f)

Waktu yang dibutuhkan suatu benda yang begerak melingkar untuk melaksanakan satu putaran penuh disebut periode. Pada umumnya periode diberi notasi T. Satuan SI periode yakni sekon (s).

Banyaknya jumlah putaran yang ditempuh oleh suatu benda yang bergerak melingkar dalam selang waktu satu sekon disebut frekuensi. Adapun artian dari SI sendiri ialah suatu putaran per sekon atau hertz (Hz). yang mempunyai korelasi antara periode dan frekuensi sebagai berikut.

Adapun Keteranganya :

$pelajaran kali ini kita akan membahasa mengenai gerak melingkar beraturan Gerak Melingkar Beraturan dan Berubah Beraturan$ = yaitu banyak putaran

$pelajaran kali ini kita akan membahasa mengenai gerak melingkar beraturan Gerak Melingkar Beraturan dan Berubah Beraturan$ = waktu (s) yang dibutuhkan

1putaran = $pelajaran kali ini kita akan membahasa mengenai gerak melingkar beraturan Gerak Melingkar Beraturan dan Berubah Beraturan$ rad(radian)

1rpm(rotasi per menit)= $pelajaran kali ini kita akan membahasa mengenai gerak melingkar beraturan Gerak Melingkar Beraturan dan Berubah Beraturan$ .

Keterangan:

T : periode (s)

f : frekuensi (Hz)

Kecepatan Linear

Apabila ada suatu benda yang sanggup melaksanakan sebuah gerakan melingkar secara beraturan dengan arah gerak berlawanan arah jarum jam dan berawal dari titik A. Dengan memerlukan waktu guna untuk menempuh satu putaran yakni T. Yang dalam sekali putaran, benda tersebut sudah hampir mencapai lintasan linear sepanjang sekeliling ruas bundar (2 π r ), sedangkan r merupakan jarak benda dengan sentra bundar (O) atau jari-jari lingkaran. Kemudian pada kecepatan (v) ialah hasil pembagian dari panjang lintasan linear yang ditempuh benda dengan selang waktu tempuhnya.

Secara matematis sanggup ditulis sebagai berikut.

Diketahui bahwa T = 1/f atau f = 1/T, jadi persamaan kecepatan linear sanggup ditulis sebagai berikut:

Kecepatan Sudut (Kecepatan Anguler)

Sebelum mempelajari kecepatan sudut Anda pahami dulu ihwal gerak jatuh bebas. SI ialah termasuk dalam suatu satuan perpindahan sudut bidang datar pada radian (rad). dan mempunyai nilai yakni suatu perbandingan antara jarak linear yang ditempuh benda dengan jari-jari lingkaran. Oleh lantaran satuan sudut yang biasa dipakai ialah derajat, maka perlu kita konversikan satuan sudut radian dengan derajat. Apabila diketahui bahwa keliling bundar ialah 2 π r. kemudian misalnya pada sudut sentra satu lingkarannya θ, jadi sudut sentra disebut 1 rad apabila pada sebuah busur yang ditempuh sama dengan jari-jarinya. Persamaan matematisnya ialah

Sebab 2 π = 360° Makara besar dalam sudut 1 rad ialah sebagai berikut :

2 π rad = 360°

Pada jarak dalam waktu Δt , maka benda tersebut sudah menempuh lintasan sepanjang busur AB, dengan sudut sebesar Δθ . Oleh lantaran itu, kecepatan sudut merupakan besar sudut yang ditempuh tiap satu satuan waktu. Satuan kecepatan sudut ialah rad/s . Dan Rpm ialah merupakan suatu kependekan dari rotation per minutes (rotasi per menit).

Sebab waktu yang dibutuhkanagar sanggup menempuh satu putaran ialah T dan dalam satu putaran sudut yang ditempuh benda ialah 360° (2 π), maka persamaan kecepatan sudutnya ialah ω = 2 π/T Apabila telah diketahui bahwa T = 1/f atau f = 1/T sehingga persamaan kecepatan sudutnya (Z) menjadi sebagai berikut.

Atau kecepatan sudut dalam gerak melingkar juga sanggup dirumuskan sebagai berikut :

Keterangan:

ω : kecepatan sudut (rad/s)

f : frekuensi (Hz)

T : periode (s)

Percepatan Sentripetal

Ialah merupakan suatu benda yang bergerak melingkar secara beraturan dan mempunyai percepatan yang disebut dengan sentripetal. Pada arah percepatan ini kerap kali menuju ke arah sentra lingkaran. Percepatan sentripetal berfungsi untuk mengubah arah kecepatan.

Percepatan sentripetal sanggup ditentukan dengan penguraian arah kecepatan.

Jadi dikarenakan pada GMB besar kecepatan itu tetap, maka segitiga yang diarsir di atas merupakan segitiga sama kaki. kecepatan rata-rata dan selang waktu yang dibutuhkan untuk menempuh panjang busur AB (r) sanggup ditentukan melalui persamaan berikut.

Jika kecepatan rata-rata dan selang waktu yang dipakai telah diperoleh, maka percepatan sentripetalnya yakni sebagai berikut.

Jika mendekati nol, maka persamaan percepatannya menjadi ibarat berikut.

Sebab ω, jadi bentuk lain dari persamaan di atas ialah as = ω2 r. Maka, untuk benda yang melaksanakan GMB, percepatan sentripetalnya (as ) sanggup dicari melalui persamaan berikut.

Gerak Melingkar Berubah Beraturan

Sama halnya pada pembahasan mengenai gerak lurus, lantaran pada gerak melingkar juga dikenal gerak melingkar berubah beraturan (GMBB). Apabila dalam perubahannya disebut percepatan searah , maka kecepatannya akan semakin meningkat. Namun apabila dalam perubahan percepatannya searah berlawanan dengan kecepatan, maka kecepatannya akan menjadi menurun.

Percepatan Total pada Gerak Melingkar Berubah Beraturan (GMB)

Pada(GMB) meski mempunyai percepatan ripetal, akan tetapi pada kecepatan linearnya tidak berubah. Mengapa? Oleh lantaran sentripetal tidak sanggup mempunyai kegunaan kalau merubah kecepatan linear, namun untuk mengubah arah gerak partikel sehingga lintasannya berbentuk lingkaran. Pada gerak melingkar berubah beraturan (GMBB), kecepatan linear sanggup berubah secara beraturan. Besaran tersebut ialah suatu percepatan tangensial (at), yang arahnya sanggup sama atau berlawanan dengan arah kecepatan linear. Percepatan sudut merupakan hasil yang didapat dari tangensial (α) kemudian dikalikan dengan jari-jari bundar (r). at = α’r

a_t: percepatan tangensial (m/s²)

α : percepatan sudut (rad/s²)

r : jari-jari bundar dalam cm atau m

Didalm GMBB terdiri dari dua percepatan yakni:

Sentripetal (a_s)

Tangensial (a_t).

Pada sentripetal yang mana ia selalu mengarah ke sentra lingkaran, namun berbeda dengan tangensial menyinggung lingkaran. Percepatan total dalam GMBB merupakan jumlah vektor dari kedua percepatan tersebut.

Dengan mengamati gambar diatas telah diketahui bahwa percepatan sentripetal dan percepatan tangensial saling tegak lurus. Oleh lantaran itu, percepatan totalnya ialah sebagai berikut.

Percepatan total sanggup dihitung dari arah radial, yakni θ dengan perbandingan tangen.

Rumus Gerak Melingkar Berubah Beraturan

Rumus-rumus yang dipakai dalam GMBB tidak jauh berbeda dengan rumus-rumus dalam GLBB.

Keterangan:

ϖº = Keceptan sudut awal(rad/s)

ϖt = kecepatan sudut Akhir(rad/s)

α = Percepatan sudut (rad/s²)

t = Waktu(S)

θ = Sudut(rad)

R = jari-jari lintasan (m)

Keterangan :

(+) → benda mengalami percepatan

(−) → benda mengalami perlambatan.

melalui atau bersama di bawah ini :

ω_t = kecepatan sudut sesudah t detik (rad/s)

ω_o = kecepatan sudut awal (rad/s)

α = percepatan sudut (rad/s²)

θ = sudut tempuh (radian)

t = waktu yang diperlukan (s)

Rpm merupakan kecepatan sudut dalam satuan ppm (putaran per menit) . Satuan tersebut menyatakan banyakanya putaran yang dilakukan benda dalam satu menit. Hubungan satuan tersebut dengan rad/s yakni: 1 ppm = 1 rpm = ^π⁄₃₀ rad/s

Contoh Soal Gerak Melingkar

Contoh Soal.1

kecepatan ialah hasil bagi dari besaran panjang dan waktu. Karena kecepatan linear mempunyai satuan meter/sekon maka besaran panjangnya harus bersatuan meter dan waktu bersatuan sekon.

1 putaran bundar berarti :

jarak tempuh = Keliling bundar S = 2

π

R (m)

waktu tempuh = periode gelombang t = T (s)

sehingga kecepatan linearnya :Contoh Soal.2

Suatu roda sepeda bergerak secara melingkar sebanyak 7200 kali per menit. Makara berapakah kecepatan sudut roda tersebut …

Pembahasan :

Diketahui :

Maka

Ditanya :

ω ?

Jawab :

ω = 2πf

= 2π x 30

= 60 rad/s

Contoh Soal.3

Pada suatu benda melaksanakan gerakan melingkar dengan kecepatan sudut konstan yaitu 0,5π rad/s. Maka hitung berapakah hasil putaran benda tersebut dalam satu menit ?

Pembahasan :

Diketahui :

ω = 0,5π rad/s

Ditanya :

f ?

Jawab :

ω = 2πf

f = ω/2π

= 0,5π / 2π

= 4 Hz

Contoh Soal.4

Sebuah roda dengan radius 48 cm diputar melingkar beraturan dengan kelanjuan linear 1,2 m/s. Maka kecepatan sudutnya adalah…

Pembahasan :

Diketahui :

r = 48 cm = 0,48

v = 1,2 m/s

Ditanya :

ω ?

Jawab :

ω = v/r

= 1,2 / 0,48

= 2,5 rad/s

Contoh Soal Gerak Melingkar Berubah Beraturan

Sebuah benda berotasi dengan kecepatan 120⁄π ppm. Apabila sesudah 10 seken benda tersebut telah berhenti, maka hitung berapakah besar sudut yang ditempuh benda tersebut.

Pembahasan :

Karena ω_t < ω_o, maka benda diperlambat.

ω_t = ω_o − α.t

⇒ 0 = 4 − 10α

⇒ 10α = 4

⇒ α = 4⁄10

⇒ α = 0,4 rad/s²

Maka sudut tempuhnya yakni :

ω_t² = ω_o² − 2.α.θ

⇒ (0)² = (4)² − 2.(0,4).θ

⇒ 0 = 16 – 0,8 θ

⇒ 0,8 θ = 16

⇒ θ = 16⁄0,8

⇒ θ = 20 radian.

Contoh Soal Gerak Melingkar Beraturan

Ada sebuah baling melingkar yang berputar dengan kecepatan sudut 10 rad/s. Kemudian kecepatan linear suatu titik pada baling tersebut berjarak 0,5 m dari sumbu putar adalah…

A.20 m/s

B.10,5 m/s

C.10 m/s

D.9,5 m/s

E.5 m/s

Pembahasan:

Diketahui:

ω = 10 rad/s

r = 0,5 m

Ditanya:

v = ……?

Jawab:

v = ω . r = 10 rad/s . 0,5 m = 5 m/s.

Jawaban: E

Demikianlah materi pembahasan mengenai gerak melingkar kali ini, semoga artikel ini sanggup bermanfaat serta sanggup menambah ilmu pengetahuan kita semua.

Artikel ContohSoal.co.id Lainnya: