Rangkuman Teori Dan Kumpulan Rumus Gerak Melingkar

.com - Gerak Melingkar. Pada dasarnya gerak melingkar beraturan tidak jauh tidak sama dengan gerak lurus beraturan. Perbedaannya spesialuntuk terletak pada bemasukan-bemasukannya saja. Jika pada gerak lurus beraturan, kecepatan ialah hasil bagi perpindahan terhadap waktu, maka begitu juga gerak melingkar beraturan. Hanya saja, pada gerak melingkar, kecepatan gerak disebut kecepatan sudut atau anguler, sedangkan perpindahannya ialah besar sudut yang sudah dilaluinya. Sama menyerupai gerak lurus, gerak melingkar juga sanggup dibedakan menjadi gerak melingkar beraturan (GMB) dan gerak melingkar berubah beraturan (GMBB).

A. Bemasukan dalam Gerak Melingkar

Pada gerak melingkar terdapat beberapa bemasukan yang bahwasanya prinsipnya sama dengan gerak lurus. Beberapa bemasukan yang umum dalam gerak melingkar antaralain kecepatan sudut, perpindahan sudut, percepatan sudut, periode, frekuensi, percepatan sentripetal, dan gaya sentripetal.

#1 Perpindahan Sudut
Jika pada gerak lurus dikenal istilah perpindahan, maka dalam gerak melingkar bemasukan yang menyatakan perpindahan benda disebut perpindahan sudut. Perpindahan sudut ialah besar sudut yang disapu oleh sebuah garis radial mulai dari posisi awal garis ke posisi selesai garis. Perpindahan sudut biasanya ditetapkan dalam radian.

#2 Kecepatan Sudut
Pada gerak lurus kecepatan benda disebut sebagai kecepatan linear sedangkan pada gerak melingkar dikenal istilah kecepatan sudut. Kecepatan sudut rata-rata didefenisikan sebagai hasil bagi antara perpindahan sudut dengan selang waktu. melaluiataubersamaini kata lain, kecepatan sudut menyatakan besarnya perpindahan sudut persatuan waktu.

#3 Percepatan Sudut
Percepatan sudut ialah bemasukan yang menyatakan perubahan kecepatan sudut persatuan waktu. Besar percepatan sudut ialah hasil bagi antara perubahan kecepatan sudut dengan selang waktu. Percepatan sudut berfungsi mempercepat atau memperlambat gerak melingkar.

#4 Waktu
Waktu ialah bemasukan yang menyatakan lamanya benda bergerak melngkar dari satu titik ke titik lain. Karena gerak melingkar lintasannya berbentuk lingkaran, maka ada istilah putaran. Selang waktu yang diharapkan untuk berputar terhadap suatu poros tertentu untuk menempuh satu kali putaran disebut periode.

B. Gerak Melingkar Beraturan (GMB)

Gerak melingkar beraturan ialah gerak melingkar yang kecepatan sudutnya konstan. Kelajuan linear pada gerak melingkar beraturan konstan namun kecepatan linearnya berubah. Pada gerak melingkar beraturan, benda tidak mengalami percepatan sudut atau percepatan sudutnya sama dengan nol.

Sebagai perbandingan, mari kita lihat relasi gerak melingkar dengan gerak lurus. Sesuai dengan pengertiannya, pada gerak lurus beraturan berlaku :

v = s/t

Keterangan :
v = kecepatan linear (m/s)
s = perpindahan benda (m)
t = waktu (s).

Sama halnya dengan gerak lurus beraturan, intinya kecepatan sudut juga ialah hasil bagi dari perpindahan terhadap waktu, sebagai diberikut :

ω = θ  = 2π  = 2 π f t T

Keterangan :
ω = kecepatan sudut (rad/s)
θ = sudut lintasan dalam radian
t = waktu (s)
T = periode (s)
f = frekuensi (Hz).

Hubungan GMB dan GLB
Pada gerak melingkar, selain mempunyai kecepatan sudut, intinya juga mempunyai kecepatan linear. Hal ini sanggup dilihat dari relasi antara kecepatan sudut dengan kecepatan linear menyerupai persamaan di bawah ini :

v = ω R

Keterangan :
ω = kecepatan sudut (rad/s)
v = kecepatan linear (m/s)
R = jari-jari lintasan (m).

C. Gerak Melingkar Berubah Beraturan (GMBB)

Gerak melingkar berubah beraturan ialah gerak melingkar yang kecepatan sudutnya berubah secara teratur. Perubahan kecepatan sudut secara teratur alasannya benda mengalami percepatan sudut yang konstan. Percepatan sudut sanggup mengakibatkan perubahan (dipercepat atau diperlambat) kecepatan sudut secara teratur.

ωt = ωo + α.t

ωt2 = ωo2 + 2α.θ

θ = ωo.t + ½.α t2

Keterangan :
ω_t = kecepatan sudut pada detik ke-t (rad/s)
ω_o = kecepatan sudut mula-mula (rad/s)
α = percepatan sudut (rad/s²)
θ = sudut lintasan dalam radian
t = waktu (s)

D. Hubungan Antar Roda

#1 Memiliki kecepatan sudut sama 

ωA = ωB

Kecepatan sudut roda A dan roda B sama alasannya berada pada titik poros yang sama sehingga ketika roda B berputar dengan kecepatan ω, maka roda A juga berputar dengan kecepatan ω.

#2 Memiliki Kecepatan Linear Sama 

vA = vB

Untuk relasi roda menyerupai gambar di atas, kecepatan linear roda A dan roda B sama.

E. Gaya Sentripetal

Pada gerak melingkar, kecepatan akan selalu tegak lurus dengan jari-jari lintasan. Untuk gerak melingkar beraturan, jari-jari lintasan umumnya tetap. Agar sanggup terus bergerak melingkar tanpa terpental, maka terdapat sebuah gaya yang mempengaruhi gerak melingkar yang disebut gaya sentripetal. Gaya sentripetal mengarah ke sentra lingkaran. Sesuai dengan aturan II Newton, maka :

F = m .ω2.R = m . v2 R

Keterangan :
Fs = gaya sentripetal (N)
m = massa (kg)
ω = kecepatan sudut (Rad/s)
v = kecepatan linear (m/s)
R = jari-jari lintasan (m).

misal kasus yang pada gerak melingkar yang paling umum dibahas antara lain gerak kendaraan beroda empat pada tikungan. Pada tikungan, sebuah kendaraan beroda empat mempunyai batas kecepatan maksimum yang diperbolehkan biar tidak slip. 

1. Kecepatan maksimum pada tikungan datar kasar

v = √μ g R

Keterangan :
v = kecepatan maksimum (m/s)
μ = koefisien gesekan
R = jari-jari tikungan (m)
g = percepatan gravitasi (m/s²).
 

2. Kecepatan maksimum pada tikungan miring kasar

v = √g R (μ + tan θ) √1 - μ tan θ

Keterangan :
v = kecepatan maksimum (m/s)
μ = koefisien gesekan
g = percepatan gravitasi (m/s²)
R = jari-jari kelengkungan tikungan (m)
θ = sudut kemienteng jalan terhadap garis lurus.

3. Kecepatan maksimum pada tikungan licin

v = √g R tan θ

Keterangan :
v = kecepatan maksimum (m/s)
g = percepatan gravitasi (m/s²)
R = jari-jari kelengkungan (m)
θ = sudut kemienteng jalan terhadap garis lurus.

Demikianlah kumpulan rumus dan rangkuman teori fisika ihwal gerak melingkar yang sanggup edutafsi bagikan semoga sanggup menjadi pendukung proses belajar. Jika rangkuman dan rumus ini bermanfaa, menolong kami membagikannya kepada kawan-kawan anda melalui tombol share yang tersedia. Terimakasih.