Catatan Kuliah: Gerak Melingkar (Fisika Kelas 10)

Pendahuluan

• Gerak melingkar terbagi menjadi dua:
  • Gerak Melingkar Beraturan (GMB)
  • Gerak Melingkar Berubah Beraturan (GMBB)

Istilah Penting

• Putaran:

  • 1 putaran = 360 derajat = 2π radian
  • Contoh konversi: 60 derajat = 1/6 putaran = 1/3 π radian

• RPM (Rotation Per Minute):

  • 20 RPM = putaran per menit
  • Konversi ke radian per detik: 20 RPM = (20 × 2π radian) / 60 detik = 2/3 π radian/detik
  • 20 RPM juga dapat dinyatakan sebagai frekuensi (Hz).

Satuan Dasar

• Kecepatan Sudut ( ( \omega )):

  • Radian per detik (rad/s)

• Kecepatan Linier ( ( V )):

  • Meter per detik (m/s)

Rumus-Rumus Penting

1. Hubungan V dan ( \omega ):

   • ( V = \omega \times R )

2. Frekuensi (F):

   • ( F = \frac{N}{T} )
   • ( T = \frac{T_kecil}{N} )

3. Percepatan Sentripetal (A):

   • ( A = \frac{V^2}{R} ) atau ( A = \omega^2 \times R )

4. Gaya Sentripetal (G):

   • ( G = M \times A )
   • ( G = M \times \frac{V^2}{R} ) atau ( G = M \times \omega^2 \times R )

5. Konversi sudut ke jarak:

   • ( S = \theta \times R )
   • ( \theta = \omega \times t )

Contoh Soal

1. GMB:

   • Jari-jari 50 cm, 6 putaran dalam 3 menit.
   • Cari periode (T) dan frekuensi (F):
     • T = 30 detik, F = 2 Hz

2. GMBB:

   • Roda berputar dari 2π rad/s menjadi 10π rad/s dalam waktu 4 detik.
   • Alpha (α) ditemukan menggunakan rumus ( \omega_T = \omega_0 + \alpha T ).
   • Hitung waktu hingga berhenti menggunakan ( \omega_T = 0 ).

Hubungan Roda-Roda

• Roda sepusat (Ω sama) dan roda bersinggungan (V sama).
• Gunakan rumus ( V = \omega R ) untuk hubungan antara roda.

Gerak Melingkar Berubah Beraturan (GMBB)

• Kecepatan sudut awal (( \omega_0 )) dan akhir (( \omega_T )) berubah secara teratur.

• Rumus mirip GLBB:

  1. ( \omega_T = \omega_0 + \alpha T )
  2. ( \theta = \omega_0 T + \frac{1}{2} \alpha T^2 )
  3. ( \omega_T^2 = \omega_0^2 + 2\alpha \theta )

• Contoh:

  • Roda dengan jari-jari 2 meter, ( \omega_0 = 12 ) rad/s, dengan percepatan sudut negatif selama 6 detik.
  • Cari panjang lintasan menggunakan ( S = \theta R ).

Penutup

• Pentingnya memahami semua rumus dan konversi untuk menyelesaikan soal-soal.
• Dukungan untuk pembelajaran melalui like, subscribe, dan share.