Gerak melingkar beraturan
adalah gerak yang lintasannya berbentuk lingkaran dengan laju konstan
dan arah kecepatan tegak lurus terhadap arah percepatan. Sebuah benda
bergerak pada garis lurus jika gaya total yang ada padanya bekerja pada
arah gerak benda tersebut, atau sama dengan nol. Jika gaya total bekerja
dengan membentuk suatu sudut terhadap arah gerak pada setiap saat,
benda akan bergerak dalam lintasan yang membentuk kurva. Sebagai contoh
gerak roda dan gerak bola di ujung tali yang diputar.
Pengertian Gerak Melingkar Beraturan
Gerak melingkar beraturan
adalah gerak yang lintasannya berbentuk lingkaran dengan laju konstan
dan arah kecepatan tegak lurus terhadap arah percepatan. Arah kecepatan
terus berubah sementara benda bergerak dalam lingkaran tersebut, tampak
seperti pada gambar disamping. Oleh karena percepatan didefinisikan
sebagai besar perubahan kecepatan, perubahan arah kecepatan menyebabkan
percepatan sebagaimana juga perubahan besar kecepatan. Dengan demikian,
benda yang mengelilingi sebuah lingkaran terus dipercepat, bahkan ketika
lajunya tetap konstan (v1= v2= v).
Besaran-Besaran Dalam Gerak Melingkar Beraturan
1. Periode Dan Frekuensi Gerak Melingkar Beraturan
Sebuah partikel/benda yang bergerak melingkar baik gerak melingkar beraturan
ataupun yang tidak beraturan, geraknya akan selalu berulang pada suatu
saat tertentu. Dengan memerhatikan sebuah titik pada lintasan geraknya,
sebuah partikel yang telah melakukan satu putaran penuh akan kembali
atau melewati posisi semula. Gerak melingkar sering dideskripsikan dalam
frekuensi ( f ), yaitu jumlah putaran tiap satuan waktu atau jumlah
putaran per sekon. Sementara itu, periode (T ) adalah waktu yang
diperlukan untuk menempuh satu putaran.
Hubungan antara periode (T ) dan frekuensi ( f ) adalah:
dengan:
T = periode (s)
f = frekuensi (Hz)
f = frekuensi (Hz)
Sebagai contoh, jika sebuah benda
berputar dengan frekuensi 3 putaran/sekon, maka untuk melakukan satu
putaran penuh, benda itu memerlukan waktu 1/3 sekon. Untuk benda yang
berputar membentuk lingkaran dengan laju konstan ν, dapat kita tuliskan:
Hal ini disebabkan dalam satu putaran, benda tersebut menempuh satu keliling lingkaran (= 2 π R).
2. Posisi Sudut (θ) Gerak Melingkar Beraturan
Gambar dibawah melukiskan sebuah titik P
yang berputar terhadap sumbu yang tegak lurus terhadap bidang gambar
melalui titik O. Titik P bergerak dari A ke B dalam selang waktu t.
Posisi titik P dapat dilihat dari besarnya sudut yang ditempuh, yaitu θ
yang dibentuk oleh garis AB terhadap sumbu x yang melalui titik O.
Posisi sudut θ diberi satuan radian (rad). Besar sudut satu putaran
adalah 360° = 2 θ radian.
Jika θ adalah sudut pusat lingkaran yang panjang busurnya s dan jari-jarinya R, diperoleh hubungan:dengan:
θ = lintasan/posisi sudut (rad)
s = busur lintasan (m)
R = jari-jari (m)
s = busur lintasan (m)
R = jari-jari (m)
3. Kecepatan Sudut/Kecepatan Angular Gerak Melingkar Beraturan
Dalam gerak melingkar beraturan,
kecepatan sudut atau kecepatan anguler untuk selang waktu yang sama
selalu konstan. Kecepatan sudut didefinisikan sebagai besar sudut yang
ditempuh tiap satu satuan waktu. Untuk partikel yang melakukan gerak
satu kali putaran, didapatkan sudut yang ditempuh θ =2 π dan waktu
tempuh t = T. Berarti, kecepatan sudut ( ω) pada gerak melingkar beraturan dapat dirumuskan:
dengan:
ω = kecepatan sudut (rad/s)
T = periode (s)
f = frekuensi (Hz)
T = periode (s)
f = frekuensi (Hz)
Tidak ada komentar:
Posting Komentar