Mempelajari Teori Gerak Melingkar
Sebagian siswa beranggapan bahwa pelajaran Fisika sangat sulit dan tidak mudah dimengerti. Apalagi jika ditambahkan dengan guru mata pelajaran fisika yang cukup galak. Saat disuruh mengerjakan soal fisika di depan kelas, siswa tidak bisa mengerjakannya dan akhirnya dimarahi oleh guru fisika tersebut.
Bahkan ada juga siswa yang sengaja menghindari pelajaran fisika dengan bolos sekolah. Tentu hal itu tidak baik dilakukan sebagai calon penerus generasi muda. Menyedihkan memang. Namun kita sebagai pelajar, tentu hal itu tidak ingin terjadi pada kita.
Dan bersyukurlah artikel berikut ini akan membantu memahami satu teori terkait gerak melingkar dengan lebih mudah, sehingga membantu Anda untuk mempelajari Fisika dengan cepat.
Selain gerak lurus beraturan, gerak yang tidak kalah pentingnya dipelajari yakni gerak melingkar. Apakah yang dimaksud dengan gerak melingkar? Serta memahami tentang jenis gerak melingkar yang dipelajari dalam mata pelajaran Fisika.
Ilmu Fisika menjadi salah satu ilmu atau pelajaran yang cukup digandrungi sekaligus dibenci. Rumus-rumus yang ada pada pelajaran ini bagi sebagian pelajar cukup menyiksa. Bagi yang lainnya, rumus Fisika menyegarkan mata. Anda termasuk yang mana?
Fenomena Fisika memang sudah menjadi seperti legenda. Terus seperti itu sepanjang tahun pelajaran. Mereka yang tidak menyukainya, bahkan bisa mengalami stress dan enggan untuk pergi ke sekolah ketika tiba jadwal pelajaran tersebut.
Ya. Fisika, memang menjadi sebuah materi yang ditakuti. Kesulitan menghafal rumus, memahaminya adalah kendala umum yang dihadapi. Hal ini tentu menjadi pekerjaan rumah bagi para pengajar sendiri. Tentang bagaimana seharusnya murid-murid mulai menyukainya dan terbiasa dengannya.
Apa Itu Gerak Melingkar?
Gerak melingkar merupakan gerak yang terjadi pada suatu benda atau objek dengan lintasan yang bentuknya menyerupai lingkaran, dimana terdapat titik tetap yang dikelilingi oleh objek tersebut.
Objek dapat menghasilkan gerak yang melingkar dibutuhkan sebuah gaya yang kerap membelokkan objek tersebut, ke arah pusat dari lintasan yang akan dilaluinya. Mungkin Anda masih ingat nama gaya yang dimaksud?
Ya, gaya sentripetal. Sebuah gaya yang seakan menarik objek, agar tetap di posisinya ketika digerakkan. Sehingga terciptalah gerak yang melingkar.
Jenis Gerak Melingkar
Dalam buku pelajaran Fisika, maka gerak yang melingkar ini dibagi menjadi dua jenis. Apa sajakah jenis geraknya?
1. Gerak Pertama: GMB atau Gerak Melingkar Beraturan
Gerak ini menghasilkan bentuk melingkar ketika bergerak dengan kecepatan sudut yang tetap. Sehingga, didapatkan rumus perhitungannya sebagai berikut:
Arah kecepatan objek terjadi secara linier yang dilambangkan sebagai v, sehingga kecepatan tangensial sama dengan kecepatan liniernya, dimana v besarannya selalu sama dan tetap. Namun, karena terdapat percepatan sentripetal maka menimbulkan percepatan radial yang dilambangkan dengan ar.
Jika rumusnya dituliskan, maka didapatkan seperti di bawah ini:
V = 2πR / T = ÏŽ x R, sedangkan untuk gaya sentripetalnya,
Ar = v x v / R = ÏŽ x ÏŽ x R, dimana S = θ x R
2. Gerak Kedua: GMBB atau Gerak Melingkar Berubah Beraturan
Gerak ini merupakan gerak melingkar dengan sebuah percepatan sudut yang tetap.
Namun, terdapat percepatan tangensial pada GMBB ini yang dinyatakan dengan simbol aт atau percepatan linier. Percepatan inilah yang arahnya selalu menyinggung lintasan atau dengan kata lain berhimpit dengan kecepatan yang dihasilkan. Kecepatan yang didapatkan menggunakan simbol v.
Adapun rumus yang didapatkan dari pengertian diatas yakni sebagai berikut:
a = ∆ώ / ∆t = aт / R
aÑ‚ = dv / dt = α x R
Dimana:
T adalah periode dengan satuan detik
R jari-jari yang didapatkan dari lingkaran
α merupakan percepatan angular atau sudut dengan satuan yang digunakan rad / detik kuadrat.
aт adalah percepatan tangensial dengan satuannya meter / detik kuadrat
w merupakan kecepatan sudut atau angular dengan satuan rad / detik
θ adalah besar sudut yang dibentuk dari gerak yang dilakukan dengan satuan radian.
S merupakan simbol panjang busur.
Ternyata didapatkan hubungan antara besaran linier dengan besaran sudut atau angular, dengan rumus menjadi:
VÑ‚ = V0 + a x t x ÏŽ x t ------- ÏŽ0 + a x t
S = Vo x t + ½ a x t xt ------- θ = ÏŽ0 + ½ a x t x t
Contoh Soal Lengkap dengan Pembahasannya
Agar teori di atas lebih dipahami, ada baiknya mempelajari contoh soal lengkap dengan pembahasannya di bawah ini:
1. Pertanyaannya cukup sederhana, jika satu putaran yang dihasilkan oleh gerak melingkar adalah 2 π rad didapati sebesar 360 derajat. Pertanyaannya yani berapakah jika putaran yang dihasilkan sebesar 8/5 putaran?
Penyelesaiannya:
8/5 = 8/5 x 2π rad = 16/3 π rad
8/5 = 8/5 x 360 = 567 derajat
2. Jika diketahui 90 derajat, maka berapakah radiannya?
Penyelesaian:
90 derajat = 90 / 360 x 2π rad
= 180/360 π rad
= ½ π rad
3. Sebuah benda diketahui memiliki massa atau berat sebesar 2 kilo gram. Kecepatan dusut yang dihasilkan 120 rpm. Ditanyakan berapakah percepatan sentripetal jika percepatannya sebesar 4 meter.
Pembahasannya:
Diketahui.
ÏŽ besar 120 rpm, maka sama dengan 4π rad / sekon
r besarnya 4 meter
m besarnya 2 kilo
Ditanyakan:
a adalah …
Pembahasan:
a = ÏŽ x ÏŽ x r = (4π x 4π) x (4) = 64 π m/s2.
4. Sebuah benda yang memiliki massa seberat 2 kg, dan bekerja menggunakan gaya sentripetal sedang melakukan gerak melingkar beraturan. Jari-jari lingkaran yang dibentuknya sebesar 4 meter dengan kecepatan 6 meter / sekon. Berapa gaya yang dihasilkan?
Penyelesaian:
Diketahui:
m = 2 kg
r = 4 m
v = 6 m/s
Ditanyakan:
F =………………..?
Pembahasan:
F = m (v x v / r ) = (2) (6 x 6 / 4) = 18 N
5. Sebuah objek yang bergerak dengan membentuk pola lingkaran dengan percepatan sudut yang dimilikinya yakni 4 rad / s2. Jika objek awalnya diam, maka tentukanlah:
a. Berapa kecepatan sudut objek tersebut setelah 10 sekon?
b. Berapa pula sudut tempuh objek setelah 10 sekon?
Penyelesaian:
Diketahui:
a = 4 rad/s2
ÏŽ = 0
t = 10 sekon
jika dilihat dari soal, maka bisa ditentukan bahwa rumus yang akan digunakan adalah rumus GMBB atau Gerak Melingkar Berubah Beraturan.
a. ÏŽ = ÏŽ0 + a x t = (0) + (4) (10) = 40 rad/s
b. θ = ÏŽ x t + ½ a x t x t = (0) (10) + ½ (4) (100) = 200 rad.
6. Diketahui dalam waktu 10 sekon, sebuah partikel mampu melakukan gerak melingkar dengan kecepatan sudut sebesar 10 rad/s. maka tentukanlah besar sudut yang telah ditempuh oleh partikel tersebut?
Penyelesaian:
Jika dibaca dari soal diatas, maka dapat ditentukan bahwa soalnya berbentuk GMBB, sehingga rumus yang digunakan adalah:
θ = ÏŽ x t = (10) (10) = 100 radian.
7. Diketahui sebuah ban mobil yang memiliki diameter 2 meter mampu melakukan putaran sebanyak 30 putaran dalam 1 menit. Maka, hitunglah kecepatan linier suatu titik pada bagian tepi ban mobil tersebut!
Penyelesaian:
Diketahui:
d = 2 m ----- maka r = 1 m
ÏŽ = 30 x 2π rad / 60 s = π rad/s
Ditanyakan:
V = ……..?
Pembahasan:
V = ÏŽ x r = π x 1 m/s = 1 m/s
Semoga contoh soal dan pembahasan diatas tentang gerak melingkar, dapat membantu Anda lebih memahami dan dapat mengerjakan soal-soal dengan lancar ketika ujian. Sehingga, Anda bisa mendapatkan nilai yang sesuai dengan rencana awal, yakni nilai yang sempurna.
Nilai yang sempurna akan didapatkan dari usaha yang maksimal tentunya. Oleh karena itu, jauhkan diri dari hal-hal negatif seperti jalan pintas dengan mencontek, hanya untuk memburu nilai yang tinggi.
Posting Komentar untuk " Mempelajari Teori Gerak Melingkar"