Gerak melingkar

Hidup kita saat ini menjadi lebih mudah dan nyaman dengan adanya kendaraan beroda, peralatan modern seperti generator, mesin giling, kipas angin, alat pemotong rumput, alat penyiram bunga dan sebagainya. Kendaraan beroda seperti sepeda, sepeda motor, mobil dan pesawat tidak bisa bergerak jika tidak ada roda atau jika rodanya tidak berputar. Helikopter atau pesawat juga tidak bisa terbang jika baling-balingnya tidak berputar. Kapal laut tidak bisa berlayar jika generator atau baling-balingnya tidak berputar. Pada malam hari rumah menjadi gelap gulita dan tidak ada hiburan jika generator atau kincir pembangkit tenaga listrik tidak berfungsi. Amat banyak benda yang melakukan gerak melingkar setiap hari. Bahkan tanpa disadari, bumi yang kita huni ini, bulan yang menerangi kita di malam hari, satelit buatan seperti satelit komunikasi yang merelai gelombang elektromagnetik untuk siaran televisi, radio, handphone, internet, sedang dan selalu berputar alias bergerak melingkar setiap saat.

Suatu benda dikatakan melakukan gerak melingkar jika lintasan gerak benda tersebut berbentuk lingkaran. Besaran fisika pada gerak melingkar terdiri dari besaran-besaran sudut (besaran gerak melingkar) dan besaran-besaran linear (besaran gerak lurus). Besaran-besaran sudut meliputi perpindahan sudut, kecepatan sudut dan percepatan sudut. Besaran-besaran linear adalah besaran-besaran seperti pada gerak lurus, antara lain perpindahan (jarak), kecepatan (kelajuan) dan percepatan. Sebaliknya besaran-besaran gerak melingkar biasa disebut sebagai besaran-besaran sudut. Pada gerak melingkar, besaran-besaran linear memiliki keterkaitan dengan besaran-besaran sudut.

Konversi satuan sudut (derajat, radian, putaran/revolution)

1. ¼ putaran = ….. ^o (derajat) ?
Pembahasan
1 putaran = 360^o
½ putaran = 180^o
¼ putaran = 90^o

2. ½ putaran = …….. radian ?
Pembahasan
1 putaran = 2 pi radian = 2(3,14) radian = 6,28 radian
½ putaran = pi radian = 3,14 radian

3. 180^o (180 derajat) = ….. putaran atau revolution ?
Pembahasan
360^o = 1 putaran (1 revolution)
180^o = ½ putaran (1/2 revolution)

4. 90^o = ….. radian ?
Pembahasan
360^o = 2 pi radian = 2(3,14) radian = 6,28 radian
180^o = pi radian = 3,14 radian
90^o = ½ pi radian = ½ (3,14) = 1,57

5. 60 radian = ….. putaran ?
Pembahasan
6,28 radian = 1 putaran
60 radian/6,28 = 9,55 putaran

6. 40 radian = ….. ^o (derajat) ?
Pembahasan
6,28 radian = 360^o
40 radian/6,28 = (6,37)(360^o) = 2292,99^o

Kecepatan sudut

Contoh soal.
1. Roda berputar searah putaran jarum jam, menempuh sudut 180^o selama 2 sekon dan 90^o selama 1 sekon. Tentukan besar dan arah kecepatan sudut rata-rata!
Pembahasan
Besar = 9^o/sekon = …. putaran/sekon = ….. radian/sekon ?
Arah  = arah putaran jarum jam.

2. Roda berputar searah putaran jarum jam, menempuh sudut 360^o selama 4 sekon, lalu roda berputar 180^o selama 2 sekon berlawanan arah putaran jarum jam. Berapa besar kecepatan sudut rata-rata roda ?
Pembahasan
Besar  = 3^o/sekon = …. putaran/sekon = ….. radian/sekon ?
Arah = arah putaran jarum jam.

Kecepatan Sudut Sesaat
Besar kecepatan sudut sesaat = besar kecepatan sudut yang ditempuh selama selang waktu yang sangat singkat.
Pada gerak lurus atau gerak linear, besar kecepatan dapat disebut kelajuan karena besar perpindahan sama nilainya dengan jarak jika sangat kecil. Pada gerak melingkar, besar kecepatan sudut dapat disebut kelajuan sudut karena besar perpindahan sudut sama nilainya dengan jarak sudut jika sangat kecil.

Percepatan Sudut Rata-rata
Contoh soal.
1. Kincir angin yang pada mulanya diam sesaat kemudian berputar karena ditiup angin. Setelah 2 sekon, besar kecepatan sudutnya bertambah menjadi 90^o/s. Berapa besar percepatan sudut rata-rata kincir angin ?
Pembahasan
Secara rata-rata, besar kecepatan sudut kincir angin bertambah 45^o/s setiap 1 sekon.

2. Baling-baling yang pada mulanya berputar dengan besar kecepatan sudut 180^o/s, 2 sekon kemudian berhenti berputar. Berapa besar perlambatan sudut rata-rata kincir angin ?
Pembahasan
Secara rata-rata, besar kecepatan sudut kincir angin berkurang 90^o/s setiap 1 sekon.

Percepatan Sudut Sesaat
Percepatan sudut sesaat biasanya disingkat percepatan sudut. Percepatan sudut sesaat merupakan perubahan kecepatan sudut selama selang waktu yang sangat singkat. Secara matematis :

Periode dan Frekuensi Gerak Melingkar
Periode menyatakan waktu yang diperlukan suatu partikel untuk melakukan satu putaran sedangkan frekuensi menyatakan banyaknya putaran selama satu sekon.
Hubungan antara periode dan frekuensi dinyatakan melalui persamaan :
f = 1 / T
Satuan internasional periode adalah sekon, satuan sistem internasional frekuensi adalah adalah 1/sekon alias hertz.

Kecepatan dan Kecepatan Sudut
Kecepatan tangensial dan kecepatan sudut partikel yang bergerak melingkar dapat dinyatakan dalam periode dan frekuensi.
Besar kecepatan partikel yang melakukan gerak melingkar dinyatakan melalui persamaan :
Besar kecepatan sudut partikel yang bergerak melingkar dinyatakan melalui persamaan :
Keterangan :

Please leave this field empty

Daftar untuk dapat ebook gratis

We don’t spam! Read our privacy policy for more info.