Gerak Melingkar Beraturan

B.      Gerak Melingkar Beraturan

Jika sebuah benda bergerak dengan kelajuan konstan pada suatu lingkaran (disekeliling lingkaran), maka dikatakan bahwa benda tersebut melakukan gerak melingkar beraturan.

Kecepatan pada gerak melingkar beraturan besarnya selalu tetap namun arahnya selalu berubah, arah kecepatan selalu menyinggung lingkaran, maka v selalu tegak lurus garis yang ditarik melalui pusat lingkaran ke sekeliling lingkaran tersebut.

1.       Besaran-Besaran dalam Gerak Melingkar

Hubungan Gerak Lurus dan Gerak Melingkar

	Gerak Lurus	Gerak Melingkar	Hubungan
Jarak	s	q	s = q x r
Kecepatan	v	w	v = w x r
Pecepatan	a	a	a = a x r

Dari hubungan tersebut maka didapatkan persamaan untuk gerak melingkar adalah:

Dimana:

s     = jarak tempuh benda dalam radian (rad)

w_o = kecepatan sudut awal benda dalam radian per detik (rad/det.)

w_t  = kecepatan sudut akhir benda dalam radian per detik (m/det.)

t     = waktu tempuh dalam detik (det.)

a   = percepatan sudut benda dalam radian per detik kuadrat (rad/det²)

2.       Sistem gerak Melingkar pada Beberapa Susunan Roda

a.        Sistem langsung

Pemindahan gerak pada sistem langsung yaitu melalui persinggungan roda yang satu dengan roda yang lain.

Pada sistem ini kelajuan liniernya sama, sedangkan kelajuan anguler tidak sama.

v₁ = v₂, tetapi w₁w₂

b.       Sistem tak langsung

Pemindahan gerak pada sistem tak langsung yaitu pemindahan gerak dengan menggunakan ban penghubung atau rantai.

Pada sistem ini kelajuan liniernya sama, sedangkan kelajuaan angulernya tidak sama.

v₁ = v₂, tetapi w₁w₂

c.        Sistem roda pada satu sumbu ( CO-Axle )

Jika roda-roda tersebut disusun dalam satu poros putar, maka pada sistem tersebut titik-titik yang terletak pada satu jari mempunyai kecepatan anguler yang sama, tetapi kecepatan liniernya tidak sama.

w_A = w_R = w_C ,   tetapi   v _A v _B  v _C

3.    Percepatan Sentripetal

Jika suatu benda melakukan gerak dengan kelajuan tetap mengelilingi suatu lingkaran, maka arah dari gerak benda tersebut mempunyai perubahn yang tetap. Dalam hal ini maka benda harus mempunyai percepatan yang merubah arah dari kecepatan tersebut.

Arah dari percepatan ini akan selalu tegak lurus dengan arah kecepatan, yakni arah percepatan selalu menuju kearah pusat lingkaran. Percepatan yang mempunyai sifat-sifat tersebut di atas dinamakan persepatan sentripetal.

Harga percepatan sentripetal (a_r) adalah :

4.    Gaya Sentripetal

Gaya yang menyebabkan benda bergerak melingkar beraturan disebut gaya sentripetal yang arahnya selalu ke pusat lingkaran. Sedangkan gaya reaksi dari gaya sentripetal (gaya radial) ini disebut gaya sentrifugal yang arahnya menjauhi pusat lingkaran. Adapun besarnya gaya-gaya ini adalah :

Dimana:

F_r = gaya sentripetal (N)

m = massa benda (kg)

v  = kecepatan linier (m/det)

                       R = jari-jari lingkaran (m)

Tweet