Materi Fisika

Materi Fisika Semester 2

2. Gerak Melingkar

A.    Besaran-besaran dalam gerak melingkar

ü  Posisi sudut ()

Posisi sudut =  =

Satuan posisi sudut adalah radian disingkat rad

1 putaran = 360^o = 2π rad

1 rad =  = 57,3^o

ü  Kecepatan sudut (ω)

Kecepatan sudut rata-rata =  =  =

Kecepatan sudut sesaat = ω =   untuk Δt sangat kecil

Hubungan besaran-besaran dalam gerak melingkar dengan besaran-besaran linier:

-          Perpindahan linier = s = x = r θ

-          Kecepatan linier = v = r ω

Satuan kecepatan sudut adalah rad/s sedangkan satuan kecepatan linier adalah m/s

2. Gerak Melingkar Beraturan

ü  Periode = T = waktu untuk melakukan satu putaran penuh

Dimana t = waktu (sekon) dan n = banyaknya putaran yang dilakukan

Satuan periode adalah sekon (s)

ü  Frekuensi = f = banyaknya putaran yang dilakukan dalam waktu satu sekon

f =      sehingga satuan frekuensi adalah satu per sekon atau disebut HERTZ disingkat Hz

dapat pula dinyatakan bahwa frekuensi adalah kebalikan dari periode atau f =  atau T =

ü  Kecepatan sudut

Hubungan antara periode dengan kecepatan sudut adalah  sehingga kecepatan liniernya dapat dinyatakan dengan v = ω r =

ü  Percepatan sentripetal

Dalam gerak melingkar terdapat suatu percepatan yang arahnya ke pusat lintasan (pusat lingkaran) disebut dengan percepatan sentripetal (a_s)

a_s =  = ω²r

satuan percepatan sentripetal adalah m/s²

ü  Hubungan roda-roda

-          Pada roda-roda yang seporos, putarannya searah dan kecepatan sudutnya sama besar sehingga berlaku ω₁ =  ω₂ atau

-          Pada roda-roda yang bersinggungan, arah putarannya berlawanan dan kecepatan liniernya sama besar sehingga berlaku v₁ = v₂ atau ω₁ r₁ =  ω₂ r₂

-          Pada roda-roda yang dihubungkan dengan sabuk, putaran rodanya searah dan kecepatan liniernya sama besar sehingga berlaku v₁ = v₂ atau ω₁ r₁ =  ω₂ r₂

3. Kinematika Gerak Melingkar Beraturan

Pada gerak melingkar beraturan akan berlaku :

Kecepatan sudutnya (ω) akan sama dengan kecepatan sudut rata-ratanya () dan nilainya konstan/tetap.

Δθ = ω t  atau θ = θ_o + ω t

4. Gaya Sentripetal

Berdasarkan hukum Newton II :  F = m a

Maka untuk benda yang bergerak melingkar juga akan mengalami gaya yang arahnya ke pusat lintasan melingkar yang dinyatakan dengan:

F_s = m a_s

Karena  a_s =  = ω²r

Maka F_s =  atau F_s = m ω²r dengan m adalah massa benda (kg). Satuan gaya sentripetal adalah Newton (N)

5. Gerak Melingkar Berubah Beraturan

Hampir mirip dengan gerak lurus berubah beraturan, pada gerak melingkar berubah beraturan berlaku persamaan-persamaan:

1. θ = ω_o t + ½ α t²
2. ω_t = ω_o + α t
3. ω_t² = ω_o² + 2 α θ

dengan

θ = posisi sudut (rad)

ω_o = kecepatan sudut awal (rad/s)

ω_t = kecepatan sudut akhir (rad/s)

t = waktu (sekon)

α = percepatan sudut (rad/s²)