6. Menjelaskan besaran fisika pada gerak melingkar dengan laju konstan. 7. Menjelaskan hubungan kecepatan linear dengan kecepatan sudut pada gerak
melingkar dengan laju konstan. 8. Menganalisis percepatan sentripetal pada gerak melingkar dengan laju konstan.
9. Menganalisis gerak melingkar beraturan secara kuantitatif. 10. Menerapkan gerak melingkar dalam teknologi.
11. Menjelaskan karakteristik hubungan roda-roda sepusat, bersinggungan, dan roda- roda yang dihubungkan dengan sabuk.
12. Menentukan besaran fisika pada hubungan roda-roda sepusat, bersinggungan, dan roda-roda yang dihubungkan dengan sabuk
D. Materi Pembelajaran Gerak Melingkar Dengan Laju Konstan
a. Gerak Melingkar
Bumi bergerak melingkar pada porosnya. Gerak melingkar adalah gerak suatu benda yang lintasannya berbentuk lingkaran jari-jari R dengan cirri-ciri
- Lintasan berupa lingkaran
- Jarak partikel ke titik acuan selalu tetap
- Kelajuan selalu tetap v tetap
- kecepatan sudut selalu tetap
ω
tetap -
kecepatan selalu berubah arah -
percepatan sudut
α
= 0 -
percepatan yang selalu mengarah ke pusat lingkaran. Ada beberapa besaran yang perlu dipahami dalam mempelajari gerak melingkar
beraturan, diantaranya adalah :
Periode adalah waktu yang diperlukan untuk melakukan gerak satu penuh. frekuensi adalah banyaknya putaran yang terjadi tiap detik,
dalam hal ini berlaku hubungan
f = 1
T atau T=
1 f
Perpindahan dalam gerak melingkar Perpindahan sudut ∆ θ adalah sudut yang disapu oleh sebuah garis radial mulai
dari posisi awal garis
θ
ke posisi akhir garis θ .
Δθ=θ−θ
Δθ 0 untuk putaran berlawanan arah jarum jam Δθ 0 untuk putaran searah jarum jam
Satuan SI untuk Δθ adalah rad rad adalah perbandingan antara jarak linier x jari-jari lingkaran r
θ rad = x
r =
2 πr r
= 2 π
rad Konversi satuan sudut
1 putaran = 360
o
= 2π rad 1 rad =
180 π
derajat = 57,3
o
Catatan : derajat, putaran dan radian adalah besaran-besaran yang tidak memiliki dimensi.
Kecepatan Linier Kecepatan linier dapat didefenisikan sebagai perbandingan antara perpindahan
linier dengan waktu tempuh untuk satu kali putaran sehingga
v = Δs
Δt
Perpindahan linier untuk satu kali putaran sama dengan keliling yaitu K= 2 πR
Sedangkan waktu yang diperlukan untu melakukan satu putaran adalah T sehingga kecepatan linier adalah
v= 2 πR
T
atau
v=2π fR
Kecepatan Sudut Dalam gerak melingkar, kecepatan sudut rata-rata didefinisikan sebagai hasil bagi
perpindahan sudut dengan selang waktu.
Kecepatan sudut rata-rata =
perpindahansudut selangwaktu
ϖ = Δθ
Δt =
θ
2
− θ
1
t
2
− t
1
Kecepatan sudut sesaat
ω
=
Δθ t
Arah kecepatan sudut
ω
:
ω
0 untuk putaran berlawanan arah jarum jam
ω
0 untuk putaran searah jarum jam Satuan SI untuk
ω
adalah rads Kecepatan sudut dihasilkan oleh perpindahan sudut. Kecepatan sudut adalah
perubahan perpindahan sudut setiap satuan waktu. Dari pengertian ini kecepatan sudut dapat ditulis
ω= Δθ
Δt
Untuk satu kali putaran perpindahan sudut adalah 2 π dan waktu untuk satu putaran
adalah perioda. Dari pengertian ini besar kecepatan sudut dilukiskan seperti :
ω= 2π
T
atau
ω=2πf
Hubungan antara kecepatan linier dengan kecepatan sudut dapat dirumuskan dalam bentuk persamaan :
v=ωR Hubungan antara perpindahan linier dengan perpindahan sudut: x = r θ
b. Percepatan Sentripetal pada gerak melingkar dengan laju konstan
