Praktis Belajar Fisika untuk Kelas X
52
A Kecepatan Linear dan Kecepatan Anguler
Sebuah benda dikatakan bergerak melingkar jika lintasan yang dilaluinya berbentuk lingkaran. Pada pelajaran sebelumnya, Anda telah belajar
mengenai gerak lurus. Setiap benda yang bergerak selalu memiliki kecepatan, walaupun kecepatan yang dimiliki setiap benda berbeda-beda. Begitu pula
dengan gerak melingkar, setiap benda yang bergerak melingkar memiliki dua kecepatan, yakni kecepatan linear dan kecepatan anguler. Kedua kecepatan
ini tidaklah sama, akan tetapi penting dalam proses gerak melingkar.
1. Kecepatan Linear
Coba Anda perhatikan benda-benda yang bergerak melingkar. Apa yang menyebabkan benda tersebut berputar? Kecepatan apa saja yang
dimiliki benda tersebut ketika berputar? Kecepatan yang dimiliki benda ketika bergerak melingkar dengan arah menyinggung lintasan putarannya
disebut kecepatan linear. Kecepatan linear akan selalu menyinggung lintasan lingkaran yang memiliki panjang lintasan yang sama dengan keliling
lingkaran.
Δ
s = keliling lingkaran
Δ
s =
π 2 r
4–1 dengan
Δ
s adalah panjang lintasan yang ditempuh dan r adalah jari-jari lintasan yang berbentuk lingkaran.
Sebuah benda bergerak melingkar pada sebuah lintasan yang memiliki diameter 200 cm. Jika benda tersebut berputar sebanyak 1,5 kali putaran, tentukanlah jarak
yang ditempuh benda tersebut.
Jawab Diketahui: d = 200 cm = 2 m.
Oleh karena jari-jari lingkaran adalah setengah dari panjang diameter maka
r =
1 2
× 2 m = 1 m. Keliling sebuah lingkaran adalah
2 r π
sehingga jarak yang ditempuh oleh benda tersebut adalah 1,5 kali keliling lingkaran, yakni
Δ
s = 1,5 ×
2 r π
Δ
s = 1,5 × 2 × 3,14 × 1 m
Δ
s = 9,42 m
Jadi, jarak yang telah ditempuh benda tersebut adalah sejauh 9,42 m.
Waktu yang ditempuh sebuah benda ketika bergerak melingkar dalam satu putaran penuh disebut periode, yang diberi lambang T dengan satuan
sekon. Banyaknya lintasan yang dapat ditempuh dalam satu sekon disebut frekuensi, yang diberi lambang f dengan satuan hertz. Nama ini diambil
dari salah seorang ilmuwan yang berjasa dalam ilmu Fisika, yakni Henrich Hertz 1857–1895. Hubungan antara periode dan frekuensi dapat dituliskan
dalam persamaan berikut.
1 f
T =
4–2
Gambar 4.1
Arah kecepatan linear dalam gerak melingkar.
v
v v
v
Contoh
4.1
1. Apa yang menyebabkan
benda dapat bergerak melingkar?
2. Ketika Anda naik komidi
putar, mengapa Anda tidak terlempar? Apa yang
menyebabkan Anda dapat bertahan dalam sistem
tersebut komidi putar?
Soal
Pramateri
• Frekuensi
• Kecepatan linear
• Periode
Kata Kunci
r r
r r
Di unduh dari : Bukupaket.com
Gerak Melingkar
53
Dalam materi gerak lurus, pengertian kecepatan adalah perubahan perpindahan dalam selang waktu tertentu. Begitu pula dengan gerak
melingkar yang dapat didefinisikan sebagai besarnya panjang lintasan yang ditempuh dalam selang waktu tertentu. Besarnya kecepatan linear
disebut juga laju linear. Persamaan laju linear dalam gerak melingkar dapat dituliskan sebagai berikut.
panjang lintasan Laju linear =
selang waktu atau
v Δ
= Δ
s t
Dalam gerak melingkar, panjang lintasan diubah menjadi keliling lintasan dan selang waktu yang ditempuh diubah menjadi periode. Oleh
karena itu persamaannya menjadi
2 r v
T π
=
4–3 Oleh karena
1 f
T =
, Persamaan 4–3 dapat ditulis kembali menjadi
2 v
rf π
=
4–4
Sebuah roda sepeda berputar sebanyak 10 kali putaran tiap 1 sekon dengan kecepatan linear 18 ms. Tentukanlah panjang diameter roda sepeda tersebut.
Jawab Diketahui: f = 10 hertz, dan
v =
18 ms.
Dengan menggunakan Persamaan 4–4, diperoleh
π π
= =
= ×
× =
2 2
18 ms 2 3,14 10 Hz
0,287 m v
rf v
r f
r r
Oleh karena jari-jari sebuah lingkaran adalah setengah dari diameter maka r =
1 2
d d =
2 r d =
2 × 0,287 m d =
0,574 m = 5,74 cm Jadi, diameter roda sepeda tersebut adalah 5,74 cm.
2. Kecepatan Anguler