M a t a K u l i a h T P B A
Mata Kuliah : TPBA Dosen Pengampu : Apit Faturrohman, S.Pd., M.Si. Page 18
Gerak melingkar merupakan gerak benda yang lintasannya membentuk lingkaran. Banyak contoh gerak melingkar dalam kehidupan
sehari-hari, seperti gerakan komidi putar, gerak bandul yang diayunkan berputar, pelari yang mengelilingi lapangan berbentuk lingkaran, atau
gerakan akrobatik di pasar malam tong stan. Jika anda menggambar sebuah bangun berupa lingkaran, maka gerakan pena anda merupakan
gerak melingkar. Pada bab ini kita akan mengenal besaran-besaran yang berlaku dalam gerak melingkar yaitu, frekuensi putaran, periode putaran,
kecepatan linier, kecepatan sudut, dan percepatan sentripetal. Secara khusus kita akan membahas dua gerak melingkar yaitu gerak melingkar
beraturan dan gerak melingkar berubah beraturan.
1. Besaran-Besaran Fisis dalam Gerak Melingkar
Dalam gerak lurus kita mengenal tiga besaran utama yaitu perpindahan linear, kecepatan linear dan Percepatan linear. Gerak
melingkar juga memiliki tiga komponen tersebut, yaitu perpindahan sudut, kecepatan sudut dan percepatan sudut. Pada gerak lurus kita
juga mengenal Gerak Lurus Beraturan dan Gerak Lurus Berubah Beraturan. Dalam gerak melingkar juga terdapat
Gerak Melingkar Beraturan GMB dan Gerak Melingkar Berubah Beraturan GMBB
. Pembahasan dari besaran-besaran fisis gerak melingkar yaitu sebagai
berikut:
a. Perpindahan Sudut
Jika kita tinjau sebuah contoh gerak melingkar, misalnya gerak roda kendaraan yang berputar. Ketika roda berputar, tampak bahwa selain
poros pusat roda, bagian lain roda lain selalu berpindah terhadap pusat roda sebagai kerangka acuan. Perpindahan pada gerak melingkar disebut
perpindahan sudut. Ada tiga cara menghitung sudut. Cara pertama adalah menghitung sudut dalam derajat
. Satu lingkaran penuh sama dengan 360
. Cara kedua adalah mengukur sudut dalam putaran. Satu lingkaran penuh sama dengan satu putaran. Dengan demikian, satu putaran = 360
. Cara ketiga adalah dengan radian. Radian adalah satuan Sistem
M a t a K u l i a h T P B A
Mata Kuliah : TPBA Dosen Pengampu : Apit Faturrohman, S.Pd., M.Si. Page 19
Internasional SI untuk perpindahan sudut, sehingga satuan ini akan sering kita gunakan dalam perhitungan.
Nilai radian dalam sudut adalah perbandingan antara jarak linear x dengan jari-jari roda r.
Jadi:
Perhatikan bahwa satu putaran sama dengan keliling lingkaran, sehingga dari persamaan di atas, diperoleh :
Berikut ini konversi sudut yang perlu di ketahui 1 putaran =
= 2 1 rad =
derajat =
Derajat, putaran dan radian adalah besaran yang tidak memiliki dimensi. Jadi, jika ketiga satuan ini terlibat dalam suatu perhitungan,
ketiganya tidak mengubah satuan yang lain
b. Kecepatan Sudut
Dalam gerak lurus, kecepatan gerak benda umumnya dinyatakan dengan satuan kmjam atau ms. Telah kita ketahui bahwa tiap bagian yang
berbeda pada benda yang melakukan gerak lurus memiliki kecepatan yang sama, misalnya bagian depan mobil mempunyai kecepatan yang sama
dengan bagian belakang mobil yang bergerak lurus. = 2
M a t a K u l i a h T P B A
Mata Kuliah : TPBA Dosen Pengampu : Apit Faturrohman, S.Pd., M.Si. Page 20
Dalam gerak melingkar, bagian yang berbeda memiliki kecepatan yang berbeda. Misalnya gerak roda yang berputar. Bagian roda yang
dekat dengan poros bergerak dengan kecepatan linear yang lebih kecil, sedangkan bagian yang jauh dari poros atau pusat roda bergerak dengan
kecepatan linear yang lebih besar. Oleh karena itu, bila kita menyatakan roda bergerak melingkar dengan kelajuan 10 ms maka hal tersebut tidak
bermakna, tetapi kita bisa mengatakan tepi roda bergerak dengan kelajuan 10 ms.
Pada gerak melingkar, kelajuan rotasi benda dinyatakan dengan putaran per menit biasa disingkat rpm
– revolution per minute. Kelajuan yang dinyatakan dengan satuan rpm adalah kelajuan sudut.
Dalam gerak melingkar, kita juga dapat menyatakan arah putaran. misalnya kita menggunakan arah putaran jarum jam sebagai patokan.
Oleh karena itu, kita dapat menyatakan kecepatan sudut, di mana selain menyatakan kelajuan sudut, juga menyatakan arahnya ingat perbedaan
kelajuan dan kecepatan, mengenai hal ini sudah Gurumuda terangkan pada Pokok bahasan Kinematika. Jika kecepatan pada gerak lurus
disebut kecepatan linear benda bergerak pada lintasan lurus, maka kecepatan pada gerak melingkar disebut kecepatan sudut, karena benda
bergerak melalui sudut tertentu. Terdapat dua jenis kecepatan pada Gerak Lurus, yakni kecepatan
rata-rata dan kecepatan sesaat. Kita dapat mengetahui kecepatan rata-rata pada Gerak Lurus dengan membandingkan besarnya perpindahan yang
ditempuh oleh benda dan waktu yang dibutuhkan benda untuk bergerak . Nah, pada gerak melingkar, kita dapat menghitung kecepatan sudut rata-
rata dengan membandingkan perpindahan sudut dengan selang waktu yang dibutuhkan ketika benda berputar. Secara matematis kita tulis :
a. Kecepatan sudut rata-rata
Jika sudut yang ditempuh mengalami perubahan dari ke
dalam selang waktu t
1
ke t
2
maka kecepatan sudut rata-rata dari benda dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut.
Kecepatan sudut rata-rata =
M a t a K u l i a h T P B A
Mata Kuliah : TPBA Dosen Pengampu : Apit Faturrohman, S.Pd., M.Si. Page 21
: = Kecepatan sudut rata-rata
= Perpindahan sudut = Selang waktu
b. Kecepatan Sudut Sesaat
Kecepatan sudut sesaat dapat ditentukan dengan mengambil selang waktu
mendekati 0 sehingga kecepatan sudut sesaat dirumuskan sebagai berikut :
=
=
Keterangan : = kecepatan sudut sesaat
= perpindahan sudut = selang waktu
Sesuai dengan kesepakatan ilmiah, jika ditulis kecepatan sudut maka yang dimaksud adalah kecepatan sudut sesaat. Kecepatan sudut
termasuk besaran vektor. Vektor kecepatan sudut hanya memiliki dua arah searah dengan putaran jarum jam atau berlawanan arah dengan putaran
jarum jam, dengan demikian notasi vektor omega dapat ditulis dengan huruf miring dan cukup dengan memberi tanda positif atau negatif. Jika
pada Gerak Lurus arah kecepatan sama dengan arah perpindahan, maka =
=
=
M a t a K u l i a h T P B A
Mata Kuliah : TPBA Dosen Pengampu : Apit Faturrohman, S.Pd., M.Si. Page 22
pada Gerak Melingkar, arah kecepatan sudut sama dengan arah perpindahan sudut.
c. Percepatan Sudut
