GERAK MELINGKAR

GERAK MELINGKAR

1.Pengantar

Pada modul ini disajikan tentang gerak melingkar yang mempunyai cakupan pemahaman tentang lintasan gerak lingkar, kecepatan gerak lingkar ,percepatan gerak lingkar serta diakhiri dengan gaya centripetal.Dalam mempelajari modul ini akan lebih mudah manakala dilalukan dengan cara pemahaman konsep ,melalui percobaan-percobaan (eksperimen) dan mengamati penerapan –penerapan dalam kehidupan sehari-hari.

Untuk lebih memahami konsep dasar pada modul ini disediakan latihan-latihan soal beserta kunci jawaban.Sebaiknya anda coba menyelesaikan soal-soalnya terlebih dahulu ,kemudian dibandingkan dengan kunci jawaban yang tersedia.Modul diakhiri dengan uji kompetensi dalam bentuk soal pilihan ganda.Untuk menentukan prestasi kompetensi yang anda peroleh juga disediakan analisis sederhana.

2.Tujuan Pembelajaran

Setelah anda selesai mempelajari modul ini diharapkan anda dapat:

2.1 Menjelaskan kembali tentang lintasan sudut dan lintasan linier

2.2 Menjelaskan kembali tenyang kecepatan sudut dan kecepatan tangensial

2.3 Mendiskripsikan tentang pereode

2.4 Menentukan hubungan antara kecepatan sudut dengan kecepatan linier

2.5 Mendiskripsikan tentang percepatan sudut dan percepatan centripetal

2.6 Menentukan besarnya gaya sentripetal

3.Kegiatan belajar

Gerak Melingkar

            Ikatlah sebuah benda dengan tali,kemudian pegnglah ujung tali tersebut dan putarlah.

Putaran benda ini dapat diusahakan dengan kecepatan tertentu,atau kita putar makin lama makin cepat

 

Yang mudah kita amati dan kita rasakan dari percobaan ini adalah arah gerak benda itu selalu berubah-ubah sesuai dengan keliling lingkaran,sedangkan pada tangan kita terasa ada gaya yang menarik tangan lewat tali.

Yang menjadi permasalahan adalah:

a.Bagaimana kecepatan benda itu?

b.Gaya apa yang bekerja pada benda?

Untuk menjawab pertanyaan tersebut perhatikan gambar berikut!

 

Selama jangka waktu Δt benda telah mengalami perpindahan sejauh Δs,yang berarti kecepatannya ;

V = Δs/ Δt

Karena dianggap benda  itu berputar dengan kelajuan tetap maka besarnya kecepatan linier

V = s/t

GERAK MELINGKAR BERATURAN (GMB)

GMB adalah gerak melingkar dengan kecepatan sudut (w) tetap.

Arah kecepatan linier v selalu menyinggung lintasan, jadi sama dengan arah kecepatan tangensial sedanghan besar kecepatan v selalu tetap (karena w tetap). Akibatnya ada percepatan radial ar yang besarnya tetap tetapi arahnya berubah-ubah. ar disebut juga percepatan sentripetal/sentrifugal yang selalu | v.

v = 2pR/T = w R

ar = v2/R = w2 R

s = q R

GERAK MELINGKAR BERUBAH BERATURAN (GMBB)

GMBB adalah gerak melingkar dengan percepatan sudut a tetap.

Dalam gerak ini terdapat percepatan tangensial aT = percepatan linier, merupakan percepatan yang arahnya menyinggung lintasan lingkaran (berhimpit dengan arah kecepatan v).

a = Dw/Dt = aT / R

aT = dv/dt = a R

T = perioda (detik)
R = jarijari lingkaran.
a = percepatan angular/sudut (rad/det2)
aT = percepatan tangensial (m/det2)
w = kecepatan angular/sudut (rad/det)
q = besar sudut (radian)
S = panjang busur

Hubungan besaran linier dengan besaran angular:

vt = v0 + a t wt
S = v0 t + 1/2 a t2
 

 

Þ  w0+ a t
Þ  q = w0+ 1/2 a t2

 

 

 

 

Contoh soal

1. Sebuah mobil bergerak pada jalan yang melengkung dengan jari-jari 50 m. Persamaan gerak mobil untuk S dalam meter dan t dalam detik ialah:

S = 10+ 10t – 1/2 t2

Hitunglah:
Kecepatan mobil, percepatan sentripetal dan percepatan tangensial pada saat t = 5 detik !

Jawab:

v = dS/dt = 10 – t; pada t = 5 detik, v5 = (10 – 5) = 5 m/det.
– percepatan sentripetal : aR = v52/R = 52/50 = 25/50 = 1/2 m/det2
– percepatan tangensial : aT = dv/dt = -1 m/det2

2.Sebuah titik selama 1 menit telah melakukkan 720 putaran ,berapakah besarnya kecepatan sudut

1 putaran = 2π rad , untuk 720 putaran = 720 x 2π =1440 π rad

T= 1 mnt = 60 s

.ω = θ/t=  1440 π rad/60 s = 24π rad/s

3.Sebuah lempeng berbentuk lingkaran berputar 150 kali selama 1 mnt,jika jari-jarinya 50 cm ,berapakah besarnya kecepatan linier?

Jawab

Kecepatan sudut ω = 150 x 2π : 60 = 5 π rad/s

Kecepatan linier v = ω R = 5 π x 0,5 = 2,5 π m/s

4.Sebuah lempeng berbentuk lingkaran berputar dengan kecepatan sudut 10π rad/s berpakah putaran yang dilakukan selam 3 detik

Jawab.

Lintasan sudutnya θ =ω.t =10π x 3 = 30π rad,karena satu putaran 2 π rad ,maka jumlah putaranya n =30π : 2 π = 15 put

5.Sebuah motor berubah putaranya dari 1800 rpm menjadi 1200 rpm dalam waktu 2 detik.Berapakah besarnya percepatan sudut?

Jawab

Besarnya ω1 = 1800/60 =30 rps,ω2 = 1200/60 =20 rps

Besarnya percepatan sudut α =Δω/t =-10/2 =- 5 rps2 = -10π rad/s2

Uji kompetensi 3

1.Pada rotasi bumi ,setiap titik dibumi ikut berputar (bergerak melingkar) dengan:

a.kecepatan sudut yang sama besar

b.kecepatan linier yang sama besar

c.percepatan sudut yang sama besar

d.percepatan tangensial yang berbeda

e.kecepatan tangensial yang sama.

2.Dua buah titik bersama-sama melakukan gerak melingkar beraturan dengan pereode dan pusat yang sama,maka kedua titik selalu mempunyai kecepatan

a.linier sama,tidak tergantung dari jari-jari

b.sudutnya sama,tidak tergantung dari jari-jari

c.kecepatan sudut dan linier sama

d.sudutnya berbanding lurus dengan jari-jarinya

e.liniernya tidak sama

3.Sebuah titik bergerak melingkar memenuhi persamaan α= 3t2 – 2t ,percepatan sudutnya setelah 2 s adalah:

a.8 rad/s2

b.6 rad/s2

c.4 rad/s2

d.2 rad/s2

e.0,5 rad/s2

4.Sebuah titik melakukan gerak melingkar dengan persamaan ω = 3t2 + t,setelah melakukan gerak 1 detik maka kecepatan sudutnya …

a.7 rad/s

b.6 rad/s

c.5 rad/s

d.4 rad/s

e.3 rad/s

5.Sebuah titik melakukan gerak melingkar dengan kecepatan sudut sesuai persamaan berikut.ω = 12 – 2t,setelah bergerak 2 detik maka kecepatan sudutnya menjadi…

a.8 rad/s

b.6 rad/s

c.4 rad/s

d.2 rad/s

e.nol

Tentang bopong

saya penggemar budaya jawa saya guru SMA saya senang menulis
Pos ini dipublikasikan di Uncategorized. Tandai permalink.

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s