Kompetensi Fisika Kelas XI Semester 1
30
Praktikum 2
3. Buatlah analisis dan kesimpulan dari semua gerakan yang telah kamu amati Apakah kelima gerakan tersebut memiliki karakter gerakan yang sama?
4. Presentasikan hasil pengamatanmu di depan kelas Beri kesempatan kepada kelompok lain untuk menanggapi
5. Jangan lupa untuk mengembalikan peralatan yang telah kamu gunakan ke tempat semula Jagalah kebersihan lingkungan dan tubuhmu
Buatlah mainan yang bekerja dengan prinsip gerak melingkar. Salah satu contoh mainan yang bekerja dengan prinsip gerak melingkar adalah gasingan. Bagaimana
dengan mainanmu? Tunjukkanlah mainan buatanmu pada pertemuan yang akan datang, serta jelaskan di depan teman-temanmu prinsip kerja mainanmu
3. Percepatan Sudut
Coba kamu amati gerak roda motor yang bergerak dari rumah ke sekolah Selama perjalanan, roda tersebut tidak mungkin memiliki kecepatan sudut yang tetap. Roda
kadang berputar pelan karena harus menghindari rintangan atau kadang berputar lebih cepat karena melewati jalan lurus tanpa hambatan. Bahkan, roda kadang harus berhenti
karena lampu merah pengatur jalan raya menyala. Perubahan kecepatan sudut pada roda tersebut menunjukkan besarnya percepatan sudut yang terjadi pada roda.
Oleh karena kecepatan sudut dari suatu gerak melingkar tidak selalu tetap, dikenal istilah percepatan sudut. Percepatan sudut menunjukkan adanya perubahan kecepatan
sudut dalam suatu selang waktu tertentu. Dengan demikian
percepatan sudut adalah laju perubahan kecepatan sudut yang
terjadi tiap satuan waktu. Semakin besar perubahan kecepatan sudut pada gerak me- lingkar maka semakin besar pula percepatan sudutnya. Demikian juga, semakin besar
a. θ = 2 0
2
+ 5 = 5 rad c.
ω = = = 6 rads
b. θ = 2 3
2
+ 5 = 23 rad d.
ω = = = 7,7 rads
Gerak Melingkar A. Tujuan
Menganalisis berbagai gerak melingkar dalam kehidupan sehari-hari.
B. Alat dan Bahan
1. Roda sepeda 1 buah
2. Kipas angin 1 buah
C. Langkah Kerja
1. Lakukan pengamatan terhadap beberapa gerak melingkar berikut ini a. Gerakan roda sepeda yang berjalan mengelilingi lapangan sekolah.
b. Gerak kipas angin di dalam ruang kelas. 2. Carilah tiga gerak melingkar lainnya yang ada di sekitarmu, kemudian amati-
lah Δt
Δθ 3 – 0
23 –
t θ
3 23
Kompetensi Fisika Kelas XI Semester 1
31
dt d
ω pengurangan kecepatan sudut pada gerak melingkar maka semakin
besar nilai perlambatan sudut dari gerak melingkar itu. Percepatan sudut rata-rata
adalah hasil bagi perubahan kecepa- tan sudut dengan selang waktu yang ditempuh. Secara matematis
dapat dirumuskan:
. . . 1.12
Keterangan:
α : percepatan sudut rata-rata rads
2
Δω : perubahan kecepatan sudut s Δt : perubahan waktu rads
ω
1
: kecepatan sudut awal rads ω
2
: kecepatan sudut akhir rads t
1
: waktu awal s t
2
: waktu akhir s
Percepatan sudut sesaat adalah percepatan rata-rata dengan
nilai dt sangat kecil sekali. Percepatan sudut sesaat dapat pula diten- tukan dari kemiring an garis singgung grafik kecepatan sudut terhadap
waktu. Percepatan sudut sesaat dirumuskan sebagai berikut.
α =
. . . 1.13
Keterangan: α : percepatan sudut sesaat rads
2
Jika digambarkan dalam suatu grafik, percepatan sudut sesaat atau percepatan sudut memiliki arah yang sama dengan arah gra-
dien garis singgung kurva. Perhati kan gambar 1.13 di samping Satuan percepatan sudut adalah rads
2
, dan senilai dengan tangen garis singgung pada grafik.
α = tan δ
Keterangan: α : percepatan sudut rads
2
δ : sudut yang dibentuk garis singgung dengan sumbu mendatar °
Untuk lebih jelasnya perhatikan, contoh soal berikut
Contoh Soal
1. Kecepatan sudut sebuah roda dinyatakan dalam sebuah persamaan:
ω = 3 t
2
+ t rads. Tentukan:
a. kecepatan sudut saat t = 1 s, b. kecepatan sudut saat t = 4 s,
c. percepatan sudut rata-rata dari t = 1 s hingga t = 4
Percepatan Sudut
α = = Δt
Δω t
2
– t
1
ω
2
– ω
1
Kompetensi Fisika Kelas XI Semester 1
32
e. θ
t = 2
= . . . ? Jawab:
a. ω = 3 1
2
+ 1 = 4 rads b.
ω = 3 4
2
+ 4 = 52 rads c.
α = =
= 16 rads
2
d. α = = 6 t + 1 maka saat t = 5 s
α = 6 5 + 1 = 31 rads
2
e. θ = θ
o
+
Ú
3 t
2
+ tdt θ = 2 + t
3
+ t
2
, saat t = 2 s maka diperoleh θ = 12 rad
2. Posisi sudut sebuah titik yang bergerak melingkar pada tepi sebuah roda adalah:
θ = 4 t
3
+ 5 t
2
+ 2 t + 6 rad. Tentukan:
a. kecepatan sudut rata-rata dari t = 0 hingga t = 4 s, b. percepatan sudut rata-rata dari t = 0 hingga t = 4 s,
c. kecepatan sudut saat t = 2 s, d. percepatan sudut saat t = 2 s.
Penyelesaian:
Diketahui: θ = 4 t
3
+ 5 t
2
+ 2 t + 6 rad ω = 12 t
2
+ 10 t + 2 rads α = 24 t + 10 rads
2
Ditanyakan: a. ω
= . . . ? b.
α = . . . ?
c. ω
t = 2
= . . . ? s,
d. percepatan sudut saat t = 5 s,
e. posisi sudut saat t = 2 s, jika posisi sudut awal 2 rad.
Penyelesaian:
Diketahui: ω = 3 t
2
+ t rads Ditanyakan: a.
ω
t = 1
= . . . ? b.
ω
t = 4
= . . . ? c.
α = . . . ?
d. α
= . . . ?
t s ω
ω rads tan
δ = α
Gambar 1.13 Grafik Kecepatan sudut terhadap waktu
Δt Δω
4 – 1 52 –
dt d
ω
2 1
