Catatan Pembahasan Dinamika Partikel pada Gerak Melingkar

Pendahuluan

• Pembahasaan materi dinamika partikel
• Fokus pada gerak melingkar (sub-lab 7.11)
• Memperkenalkan strategi dan contoh kasus untuk menyelesaikan permasalahan

Dinamika Partikel pada Gerak Melingkar

Latar Belakang

1. Gaya Sentripetal
   • Arah selalu menuju pusat lintasan lingkaran
2. Hukum Kedua Newton
3. Persamaan Kinematika
   • Gaya sentripetal (Fsp) = massa (m) × percepatan sentripetal (ASP)
   • ASP = V² / R atau ω² × R
     • V = kecepatan linier
     • R = jari-jari lintasan lingkaran
     • ω = kecepatan sudut

Strategi Menyelesaikan Dinamika Gerak Melingkar

1. Menentukan Pusat Lintasan Melingkar
2. Menguraikan Gaya pada Sumbu X dan Y
3. Menentukan Arah Gaya Sentripetal
4. Mencari Gaya Resultan ke Pusat Lingkaran

Kasus Pertama: Ayunan Konis

• Benda bermasa M ditahan oleh tali dengan gaya T.
• Uraian Gaya:
  • Sumbu X: T sinθ = mv² / R
  • Sumbu Y: T cosθ = mg
• Dapatkan:
  • Tegangan tali (T)
  • Percepatan sentripetal (ASP)
  • Kecepatan linier (V)
  • Kecepatan sudut (ω)

Kasus Kedua: Gerak di Lintasan Melingkar Horizontal

• Gaya sentripetal hanya berasal dari tegangan tali, tidak dari berat (W).
• Persamaan: T = Fsp = mv² / R

Gerak Benda Langit

• Gaya gravitasi sebagai gaya radial.
• Persamaan: G × (mbumi × mbulan) / R² = mv² / R
• Menurunkan Hukum Ketiga Kepler: T² = (4π² / GM) × R³

Gerak di Lintasan Melingkar Vertikal

• Perhitungan tegangan tali pada berbagai titik (A, B, C, D, E).
• Besaran tegangan bervariasi tergantung posisi.

Gaya Normal di Luar dan Dalam Lintasan Melingkar

• Gaya normal berbeda-beda tergantung posisi.
• Gaya normal maksimum di titik dasar, dan minimum di titik puncak.

Kasus Gerakan Mobil di Tikungan

• Laju Maksimum di Tikungan Mendatar:
  • Gaya gesek statik maksimum sebagai gaya sentripetal.
  • Persamaan: Fstatik = µs × mg = mv² / R
• Laju Maksimum di Tikungan Miring dan Licin:
  • Persamaan: V² = gR tanθ
• Laju Maksimum di Tikungan Kasar:
  • Gaya gesek berkontribusi pada gaya sentripetal.
  • Persamaan: V² = GR(tanθ + µs) / (1 - µs tanθ)

Kesimpulan

• Pentingnya menguraikan gaya-gaya yang berkontribusi dalam masalah dinamika gerak melingkar.

Latihan

• Soal latihan disediakan untuk dikerjakan
• Ajak untuk like dan subscribe jika video bermanfaat.