Kecepatan Linear Gerak Melingkar

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