GERAK
MELINGKAR.
Jika
sebuah benda bergerak dengan kelajuan konstan pada suatu lingkaran
(disekeliling lingkaran ), maka dikatakan bahwa benda tersebut melakukan gerak
melingkar beraturan.
Kecepatan
pada gerak melingkar beraturan besarnya selalu tetap namun arahnya selalu
berubah, arah kecepatan selalu menyinggung lingkaran, maka v selalu tegak lurus
garis yang ditarik melalui pusat lingkaran ke sekeliling lingkaran tersebut.
* Pengertian radian.
1
(satu) radian adalah besarnya sudut tengah lingkaran yang panjang busurnya sama
dengan jari-jarinya.
Besarnya sudut :
|
q = S/R radian
S = panjang busur
R = jari-jari
|
Jika
panjang busur sama dengan jari-jari, maka q = 1
radian.
Satu
radian dipergunakan untuk menyatakan posisi suatu titik yang bergerak
melingkar ( beraturan maupun tak
beraturan ) atau dalam gerak rotasi.
Keliling
lingkaran = 2p
x radius, gerakan melingkar dalam 1 putaran = 2p radian.
1
putaran = 3600 = 2p rad.
1
rad = 360/2= 57,30
* Frekwensi dan perioda dalam gerak melingkar
beraturan.
Waktu
yang diperlukan P untuk satu kali berputar mengelilingi lingkaran di sebut
waktu edar atau perioda dan diberi notasi T. Banyaknya putaran per detik
disebut Frekwensi dan diberi notasi f. Satuan frekwensi ialah Herz atau cps (
cycle per second ).
Jadi
antara f dan T kita dapatkan hubungan :
f . T = 1 f = 1/T
* Kecepatan linier dan kecepatan sudut.
Jika
dalam waktu T detik ditempuh jalan sepanjang keliling lingkaran ialah 2pR,
maka kelajuan partikel P untuk mengelilingi lingkaran dapat dirumuskan : v = s / t
Kecepatan
ini disebut kecepatan linier dan diberi notasi v.
Kecepatan
anguler (sudut) diberi notasi w adalah perubahan dari perpindahan sudut persatuan
waktu (setiap saat). Biasanya dinyatakan dalam radian/detik, derajat perdetik,
putaran perdetik (rps) atau putaran permenit (rpm).
Bila
benda melingkar beraturan dengan sudut rata-rata (w)dalam
radian perdetik :
jika
1 putaran maka : 
rad/detik atau
w
= 2 p
f
Dengan
demikian besarnya sudut yang ditempuh dalam t detik :
q
= w
t atau q = 2 p
f t
Dengan
demikian antara v dan w kita dapatkan hubungan :
v
= w
R
* SISTEM GERAK MELINGKAR PADA BEBERAPA
SUSUNAN RODA.
-
Sistem langsung.
Pemindahan gerak pada sistem
langsung yaitu melalui persinggungan roda yang satu dengan roda yang lain.
Pada sistem ini kelajuan liniernya
sama, sedangkan kelajuan anguler tidak sama.
-
Sistem tak langsung.
Pemindahan gerak pada sistem tak
langsung yaitu pemindahan gerak dengan menggunakan ban penghubung atau rantai.
Pada sistem ini kelajuan liniernya
sama, sedangkan kelajuaan angulernya tidak sama.
-
Sistem roda pada satu sumbu (
CO-Axle )
Jika roda-roda tersebut disusun dalam satu poros
putar, maka pada sistem tersebut titik-titik yang terletak pada satu jari
mempunyai kecepatan anguler yang sama, tetapi kecepatan liniernya tidak sama.
Percepatan
centripetal.
Jika
suatu benda melakukan gerak dengan kelajuan tetap mengelilingi suatu lingkaran,
maka arah dari gerak benda tersebut mempunyai perubahn yang tetap. Dalam hal
ini maka benda harus mempunyai percepatan yang merubah arah dari kecepatan
tersebut.
Arah
dari percepatan ini akan selalu tegak lurus dengan arah kecepatan, yakni arah
percepatan selalu menuju kearah pusat lingkaran. Percepatan yang mempunyai
sifat-sifat tersebut di atas dinamakn PERCEPATAN CENTRIPETALNYA.
Harga
percepatan centripetal (ar)
adalah :
Gaya
yang menyebabkan benda bergerak melingkar beraturan disebut GAYA CENTRIPETAL yang
arahnya selalu ke pusat lingkaran. Sedangkan gaya reaksi dari gaya centripetal
(gaya radial) ini disebut GAYA
CENTRIFUGAL yang arahnya menjauhi pusat lingkaran. Adapun
besarnya gaya-gaya ini adalah :
Fr = gaya centripetal/centrifugal
m = massa benda
v = kecepatan linier
R = jari-jari lingkaran.
BEBERAPA CONTOH BENDA BERGERAK MELINGKAR
3.
Benda dihubungkan dengan tali diputar vertikal.
4.
Benda dihubungkan dengan tali diputar mendatar (ayunan centrifugal/konis)
5.
Gerak benda pada sebuah tikungan berbentuk lingkaran mendatar.
