Gerakan membulat seragam

Dalam kehidupan seharian, kita sering menemui objek yang bergerak dalam gerakan membulat seragam. Satu contoh objek yang bergerak dalam gerakan membulat seragam ialah jarum saat, minit, dan jam pada jam analog. Jarum saat sentiasa berputar 360 darjah.^o selama 60 saat (satu minit) atau meliputi sudut 6^o selama satu saat. Jarum minit sentiasa bergerak pada sudut 360^o selama 60 minit (satu jam) atau tutup pada sudut 6^o selama satu minit. Jarum jam juga sentiasa bergerak pada sudut 360^o selama 24 jam (satu hari). Jika sesuatu objek bergerak dalam bulatan secara tetap seperti jarum saat, jarum minit atau jarum jam, maka objek-objek tersebut dikatakan berfungsi gerakan membulat seragamBolehkah anda menyebut satu contoh gerakan membulat sekata yang telah anda perhatikan atau bayangkan?

Memahami Gerakan Pekeliling Seragam
Gerakan membulat seragam mempunyai dua maksud. Pertama, suatu objek bergerak dalam bulatan pada kadar malar jika, semasa objek bergerak dalam bulatan, laju objek sentiasa malar atau laju setiap bahagian objek sentiasa malar. Kedua, suatu objek bergerak dalam bulatan pada kadar malar jika halaju sudut objek sentiasa malar. Halaju sudut ialah kuantiti vektor, oleh itu halaju sudut terdiri daripada magnitud halaju sudut dan arah halaju sudut.
Supaya anda lebih memahami maksudnya gerakan membulat seragam, perhatikan ulasan berikut.

Halaju Sudut Malar
Pertimbangkan jarum saat pada jam dinding analog. Apabila jarum saat berputar, semua bahagian jarum saat, sama ada di hujung, di tengah, atau berhampiran paksi, berputar bersama.
Kerana semua bahagian jarum saat berputar bersama, apabila jarum saat bergerak pada sudut 360 darjah^o (satu putaran), semua bahagian jarum saat juga bergerak pada sudut 360^o (satu putaran). Apabila jarum saat melengkapkan sudut 360 darjah^o (satu putaran) selama 60 saat (satu minit), semua bahagian jarum saat juga bergerak pada sudut 360^o selama 60 saat (satu minit).

Laju sudut jarum saat sentiasa 6^o/saat dan arah halaju sudut (arah putaran) jarum saat juga sentiasa malar.

Halaju Malar
Apabila jarum saat berputar selama 60 saat (satu minit), semua bahagian jarum saat, baik yang dekat dengan paksi mahupun yang jauh dari paksi juga berputar selama 60 saat (satu minit). Walaupun selang masa untuk semua bahagian jarum saat adalah sama, iaitu 60 saat, panjang laluan yang dilalui oleh setiap bahagian jarum saat adalah berbeza. Bahagian jarum saat yang dekat dengan paksi mempunyai laluan yang lebih pendek, sebaliknya bahagian jarum saat yang jauh dari paksi mempunyai laluan yang lebih panjang.
Berdasarkan formula kelajuan di atas, dapat disimpulkan bahawa kelajuan setiap bahagian jarum saat bergantung pada jaraknya dari paksi (r). Semakin jauh dari paksi (r lebih tinggi), semakin besar kelajuannya. Walaupun kelajuan setiap bahagian jarum berbeza, kelajuan setiap bahagian jarum sentiasa malar.

Pecutan dalam Gerakan Bulat Seragam
Terdapat dua jenis pecutan dalam gerakan membulat: pecutan sudut dan pecutan linear. Pecutan sudut berlaku apabila magnitud halaju sudut (kelajuan sudut) atau arah halaju sudut berubah. Sebaliknya, pecutan linear berlaku apabila magnitud halaju (atau kelajuan) atau arah halaju berubah.
Dalam gerakan membulat seragam, magnitud kecepatan sudut dan arah halaju sudut sentiasa malar, oleh itu tiada pecutan sudut dalam gerakan membulat seragam. Dalam gerakan membulat seragam, hanya magnitud halaju, juga dikenali sebagai laju, sentiasa malar, manakala arah halaju sentiasa berubah. Oleh kerana arah halaju sentiasa berubah, mesti ada pecutan dalam gerakan membulat seragam, dengan mengambil kira definisi pecutan ialah perubahan dalam kelajuan (perubahan dalam magnitud kelajuan dan/atau arah kelajuan).

Pecutan Mentripetal
Pecutan yang berlaku disebabkan oleh perubahan arah halaju ialah pecutan mentripetal. Pecutan mentripetal juga dipanggil pecutan jejarian. Pecutan mentripetal, atau pecutan jejarian, ialah sejenis pecutan, juga dikenali sebagai pecutan linear. Pecutan mentripetal ialah kuantiti vektor, oleh itu ia mempunyai magnitud dan arah.
Magnitud pecutan mentripetal
Magnitud pecutan mentripetal dinyatakan melalui persamaan:

Arah pecutan mentripetal
Arah pecutan mentripetal sentiasa menuju ke pusat bulatan, seperti yang ditunjukkan dalam rajah di bawah.

Rujukan