Halo teman-teman, kembali lagi di Gia Akademi Youtube Channel. Semoga teman-teman selalu sehat dan tetap semangat. Oh iya, pernahkah teman-teman bermain ke taman hiburan? Di sana, teman-teman bakal menemukan wahana permainan yang beragam.
Dan salah satu mainan populer di taman hiburan adalah biang lala. Taukah teman-teman bahwa prinsip kerja biang lala sangat erat hubungannya dengan konsep fisika, yaitu gerak melingkar. Gerak melingkar adalah gerak suatu benda menempuh lintasan melingkar dengan kecepatan tertentu. Benda lain yang juga menerapkan konsep gerak melingkar adalah kipas angin yang sedang menyala, jarum jam yang bergerak, dan komedi putar.
Sebelum kita membahas persamaan dalam gerak melingkar, kita perlu ketahui besaran-besaran dalam gerak melingkar. Pertama, periode dilambangkan dengan T. Berikutnya, frekuensi simbolnya F.
Kecepatan sudut lambangnya omega. Posisi sudut ditandai dengan theta. Kecepatan linier simbolnya V. Selanjutnya, percepatan sentripetal atau AS. Dan terakhir, gaya sentripetal atau FS.
Nah teman-teman, sekarang kita bahas satu persatu besaran dalam gerak melingkar. Yang pertama, periode. Periode merupakan waktu yang diperlukan untuk melakukan satu putaran penuh.
Periode dapat ditentukan dengan rumus T sama dengan T per N. Besaran yang kedua, frekuensi yang merupakan banyak putaran tiap satuan waktu. Frekuensi dapat dihitung menggunakan persamaan F sama dengan N per T.
Dengan T adalah waktu yang satuannya sekon dan N adalah banyak putaran. Adapun hubungan antara periode dan frekuensi adalah T sama dengan 1 per F atau F sama dengan 1 per T. T adalah simbol periode satuannya sekon dan F lambang dari frekuensi satuannya hertz. Besaran berikutnya adalah posisi sudut, yaitu besar sudut yang ditempuh tiap satuan waktu.
Rumus untuk menentukan besarnya posisi sudut adalah θ sama dengan ωt sama dengan 2πft sama dengan 2πt per t. θ merupakan posisi sudut dalam radian, ω adalah kecepatan sudut satuannya radian per sekon, dan t waktu satuannya sekon. Besaran selanjutnya adalah kecepatan sudut. Kecepatan sudut merupakan besar sudut yang ditempuh tiap satuan waktu.
Kecepatan sudut dihitung dengan rumus omega sama dengan 2PF atau 2P per T. Omega adalah kecepatan sudut satuannya radian per sekon, frekuensi dalam hertz, dan T periode satuannya sekon. Kemudian kecepatan linier.
Kecepatan linier adalah kecepatan benda untuk mengelilingi lingkaran. Arah kecepatan linier selalu menyinggung sisi lingkaran. Kecepatan linier V sama dengan 2PFR atau V sama dengan 2PR per T sama dengan omega R.
Dengan V adalah kecepatan linier satuannya meter per sekon. Omega kecepatan sudut dalam radian per sekon dan R adalah jari-jari lingkaran satuannya meter. Lalu ada besaran percepatan sentripetal. Percepatan sentripetal disebabkan oleh adanya gaya yang selalu menuju pusat lingkaran. Rumus percepatan sentripetal adalah AS sama dengan V kuadrat per R sama dengan V kuadrat per sekon.
dengan Omega kuadrat R AS adalah percepatan sentripetal satuannya meter persekon kuadrat V merupakan kecepatan linier satuannya meter persekon Omega kecepatan sudut dalam satuan radian Dan besaran yang terakhir adalah gaya sentripetal, yaitu gaya yang arahnya selalu menuju pusat lingkaran dan tegak lurus dengan vektor kecepatan linier. Gaya sentripetal ditentukan dengan menggunakan persamaan FS sama dengan MAS sama dengan M. V kuadrat per R sama dengan M omega kuadrat R. Fs adalah gaya sentripetal satuannya Newton.
M adalah masa benda dalam kilogram. As percepatan sentripetal dalam meter persekon kuadrat. Nah, itulah besaran-besaran dalam gerak melingkar. Oke ya teman-teman. Gerak melingkar merupakan jenis gerak yang mirip namun tidak sama dengan gerak lurus.
Perbedaannya terdapat pada jenis lintasannya. Jika pada gerak lurus terdapat gerak lurus berubah beraturan atau GLBB, maka pada gerak melingkar, juga terdapat gerak melingkar berubah beraturan atau GMBB. Besaran pada kedua gerak ini memiliki hubungan yaitu kecepatan linier sama dengan kecepatan sudut kali jari-jari, percepatan linier sama dengan percepatan sudut kali jari-jari, dan posisi sama dengan posisi sudut kali jari-jari. Sampai di sini bisa dipahami ya.
Selanjutnya kita akan membahas gerak melingkar beraturan atau GMB. Ada pun ciri-ciri GMB adalah sebagai berikut. Lintasannya berbentuk lingkaran, dalam selang waktu yang sama, besar posisi sudutnya sama.
Besar kecepatan linier tetap, tapi arahnya berubah. Besar dan arah kecepatan sudutnya tetap. Besar dan arah percepatan sentripetalnya tetap. Besar percepatan tangensialnya sama dengan 0. Besar percepatan sudutnya sama dengan 0. Dan yang terakhir, besar percepatan total sama dengan percepatan sentripetal.
Berikut persamaan yang digunakan dalam GMB. Omega sama dengan delta theta per T. Delta theta sama dengan omega T.
Theta T kurang tetanol sama dengan omega T. Theta T sama dengan tetanol. 0 tambah Omega T. Teta 0 sama dengan posisi sudut awal, Teta T posisi sudut akhir, Delta T perubahan posisi sudut, ketiganya dalam radian.
Omega adalah kecepatan sudut, satuannya radian persekon, dan T waktu dalam sekon. Berikutnya, gerak melingkar berubah beraturan atau GMBB. Ciri-cirinya, lintasannya berbentuk lingkaran, dalam selang waktu yang sama besar posisi sudutnya berbeda.
Besar dan arah kecepatan liniernya berubah, besar dan arah kecepatan liniernya berubah. percepatan sudutnya berubah besar percepatan sentripetal nya berubah tetapi arahnya tetap besar percepatan tangensial nya tetap tapi arahnya berubah besar dan arah percepatan sudutnya tetap dan terakhir besar percepatan total adalah resultant faktor percepatan sentripetal dengan percepatan tangensial Nah, berikut persamaan yang digunakan pada gerak melingkar berubah beraturan. Omega 0 kecepatan sudut awal dan Omega T kecepatan sudut akhir dalam radian persekon.
Alpha percepatan sudut satuannya radian persekon kuat. T adalah waktu satuannya sekon A total percepatan total dalam meter persekon kuadrat Sekarang kita akan membahas aplikasi yang terkait dengan gerak melingkar pada roda. Yang pertama, hubungan roda-roda sepusat.
Yang dimaksud roda-roda sepusat adalah dua roda atau lebih yang berporos sama dan saling menyatu. apabila roda-roda sepusat diputar dalam selang waktu T maka kedua roda menempuh sudut pusat yang sama sehingga kecepatan sudut pada kedua roda sama dalam hal ini berlaku persamaan Omega sama dengan Omega B sehingga Va per R a sama dengan Vb per Rb Yang kedua, hubungan roda-roda bersinggungan. Pada roda-roda yang saling bersinggungan, arah putar kedua roda berlawanan dan kelajuan liniernya sama.
VA sama dengan VB, sehingga omega ARA sama dengan omega ARA. Omega brb salah satu contoh roda-roda bersinggungan yaitu pada roda gigi mesin oleh karena ukuran gigi roda besar dan kecil sama roda yang lebih besar memiliki gigi lebih banyak jika banyak gigi untuk tiap roda dilambangkan dengan n maka hubungan roda gigi yang bersinggungan berlaku persamaan Omega ana sama dengan Omega bnb Yang terakhir hubungan roda-roda setali. Roda-roda yang dihubungkan dengan tali memiliki arah putar dan laju linier yang sama. Dalam keadaan ini berlaku persamaan VA sama dengan VB, Omega A dan Omega B. RA sama dengan Omega BRB Oke bisa dimengerti ya teman-teman Agar teman-teman lebih paham Kita akan membahas beberapa contoh soal Soal pertama Diketahui sebuah mesin berputar 120 kali Artinya N sama dengan 120 putaran Waktu yang diperlukan untuk putaran mesin tersebut adalah satu menit waktu satuannya second jadi kita ubah terlebih dahulu satuan waktunya satu menit sama dengan 60 second yang ditanya periode dan frekuensi Untuk menyelesaikan soal ini, ingat kembali rumusnya. Periode atau T sama dengan T per N.
Lalu masukkan angkanya, T sama dengan 60 sekon per 120 putaran, sama dengan 0,5 sekon. Setelah kita dapatkan nilai periode, kita bisa menentukan frekuensi dengan menggunakan rumus hubungan periode dan frekuensi, yaitu F sama dengan 1 per T, sehingga F sama dengan 1 per 0,5 sama dengan 2 Hz, jadi jawabannya E. Soal selanjutnya diketahui M sama dengan 5 kg, V 2 m per sekon, dan R 0,5 m. Pada soal ini, kita diminta menentukan pernyataan yang benar. Untuk menjawab soal ini, kita bahas satu per satu.
Pernyataan pertama waktu putarnya adalah 0,5 ps, artinya T sama dengan 0,5 ps. Kita buktikan dengan mencari nilai omega terlebih dahulu dengan persamaan omega sama dengan V. per R sama dengan 2 per 0,5 sama dengan 4 radian per sekon kemudian kita gunakan rumus omega 2 pi per T untuk menentukan nilai T sehingga T sama dengan 2 pi per omega sama dengan 2 pi per 4 sama dengan 0,5 pi sekon artinya pernyataan pertama benar Selanjutnya pernyataan kedua, besar percepatan sentripetalnya AS sama dengan 8 meter per sekon kuadrat. Percepatan sentripetal dapat dihitung menggunakan rumus AS sama dengan V kuadrat per R, 2 kuadrat per 0,5 sama dengan 4 per 0,5 sama dengan 8 meter per sekon kuadrat.
Pernyataan yang kedua juga benar. Kemudian pernyataan ketiga, gaya sentripetalnya Fs sama dengan 40 N. Gaya sentripetal dihitung dengan menggunakan persamaan Fs sama dengan M kali As, 5 kali 8 sama dengan 40 N.
Jadi pernyataan ketiga benar. Yang terakhir, vektor kecepatannya tidak tetap. Dalam gerak melingkar beraturan, besar atau nilai kecepatannya tetap, tapi arahnya berubah selanjutnya. selalu tegak lurus dengan gaya sentripetal jadi pernyataan keempat juga benar jadi jawabannya a lalu soal terakhir soal tentang hubungan roda-roda diketahui era sama dengan 20 cm kita ubah ke meter menjadi 0,2 m RB sama dengan delapan cm sama dengan 0,5 0,08 meter RC sama dengan 4 cm Sama dengan 0,04 meter Kemudian Omega B sama dengan 10 radian per sekon Yang ditanya Omega C Roda A dan Roda B sepusat.
Roda-roda sepusat kecepatan sudutnya sama sehingga omega A sama dengan omega B yaitu 10 radian persekon. VA bisa kita tentukan dengan rumus RA kali omega A sama dengan 0,2 kali 10 sama dengan 2 meter persekon. Kemudian perhatikan roda A dan roda C yang dihubungkan dengan tali sehingga VC sama dengan VA yaitu 2 meter persekon. Kecuali Kecepatan sudut di roda C, omega C dapat kita hitung dengan rumus omega C sama dengan VC per RC, 2 per 0,04 sama dengan 50 radian per sekon. Jadi jawabannya B.
Nah, berarti di video kali ini kita udah belajar tentang besaran gerak melingkar. Jenis-jenis gerak melingkar ada GMB, GMBB, dan aplikasi gerak melingkar. Hubungan roda-roda sepusat, bersinggungan, dan setali. Oke teman-teman, sampai di sini bisa dipahami ya.
Jangan lupa tonton video berikutnya. Sampai jumpa! Terima kasih.