KIKD Konsep Gerak Melingkar Beraturan
22
Gambar 2.3 Contoh Aplikasi GMB di Kehidupan Sehari-hari
Seperti halnya pada gerak lurus, pada gerak melingkar juga terdapat beberapa besaran yang menjadi fokus pembahasan. Beberapa besaran tersebut,
diantaranya adalah sebagai berikut:
a Frekuensi dan Periode
Frekuensi f suatu benda yang bergerak melingkar beraturan dapat didefinisikan sebagai banyaknya putaran yang dilakukan oleh suatu benda per
satuan waktu. Secara umum, jika dalam waktu t sekon sebuah benda berputar sebanyak n kali, frekuensi putaran benda dituliskan seperti berikut
33
:
=
……………..………..…………2.1 keterangan:
f = frekuensi putaran benda Hz n = banyaknya putaran yang dilakukan benda dalam satuan waktu t
t = lamanya benda berputar s
Periode T putaran suatu benda didefinisikan sebagai waktu yang diperlukan benda untuk menempuh satu putaran. Dapat dikatakan bahwa periode
kebalikan dari frekuensi sehingga hubungan keduanya dapat dituliskan sebagai berikut
34
:
= =
………………………………..2.2 Keterangan:
33
I Made Astra, Hilman Setiawan, FISIKA untuk SMA dan MA kelas X Kurikulum 2013, Jakarta: Piranti,2013, h.70
34
I Made Astra,. Ibid,. h.70
23
T = periode putaran benda s f = Frekuensi benda berputar s
n = banyaknya putaran yang dilakukan dalam selang waktu t
b Kecepatan Sudut dan Kelajuan Linier
Kecepatan Sudut didefinisikan sebagai perubahan posisi sudut benda yang bergerak melingkar tiap satuan waktu. Kecepatan sudut disebut juga dengan
kecepatan anguler dan disimbolkan ω. Dari definisi di atas dapat diperoleh perumusan berikut:
=
...............................................2.3 Keterangan:
ω = kecepatan sudut rads Δ θ = perubahan sudut rad
Δ t = selang waktu s
Kecepatan sudut sering disebut juga frekuensi sudut. Nama ini diambil karena ω memiliki kaitan dengan f. Kaitan itu dapat ditentukan dengan melihat
gerak satu lingkaran penuh. Perubahan posisi sudut pada gerak satu lingkaran penuh adalah Δ θ = 2π dan waktunya satu periode T sehingga kecepatan sudutnya
memenuhi persamaan berikut
35
:
=
..................................................2.4
=
..............................................2.5 Kecepatan sudut dapat juga memiliki satuan putaransekon dan rpm. rpm =
rotasi per menit. Dalam persoalan gerak melingkar, kita lebih lazim menggunakan satuan radian rad untuk sudut dibandingkan derajat
o
. Hubungan antara keduanya, yaitu sudut satu putaran
36
:
1 putaran = 2π rad, 1 rad =
≅ ,
1 rpm =
,
1 putarsekon = 2π rads
35
ibid,. h.72
36
ibid
24
Kecepatan linier v didefinisikan sebagai panjang lintasan yang ditempuh per satuan waktu
37
.
=
……………………..……………2.6 Untuk satu putaran penuh, jarak yang ditempuh benda merupakan keliling
lingkaran, sedangkan waktu yang diperlukan merupakan periode putaran sehingga untuk satu putaran
38
: s = 2π, maka
=
………………..………………..2.7
v = ω.r
……...………..………………..2.8
c Percepatan Sentripetal
Benda yang bergerak dengan kelajuan konstan mendapat percepatan yang besarnya konstan dan arahnya selalu tegak lurus dengan kecepatan benda, maka
benda akan bergerak melingkar beraturan. Percepatan yang arahnya selalu tegak lurus dengan kecepatan inilah yang disebut dengan percepatan sentripetal
39
. Percepatan sentripetal mengubah arah kecepatan, tetapi tidak mengubah
besar kecepatan benda, untuk mencari besarnya percepatan sentripetal maka perhatikan Gambar 2.4 berikut:
Gambar 2.4 Vektor Kecepatan Gerak Melingkar Beraturan
Dari Gambar 2.4 di atas dapat kita simpulkan bahwa kecepatan linear selalu berubah karena arahnya yang berubah, tetapi besarnya kecepatan selalu
sama. Jika suatu benda bergerak melingkar dengan kelajuan v membentuk
37
Ari Damari, Sri Handayani. Fisika kelas X. BSE Departemen Pendidikan Nasional. Jakarta:2009. h.102.
38
Ibid.
39
Ari Damari,. Ibid,. h.106.