GERAK MELINGKAR BERATURAN

Roll coster melakukan Gerak Melingkar
sumber: kaskus.com

1. Konsep Gerak Melingkar Beraturan

    Gerak melingkar beraturan (GMB) merupakan gerak yang lintasannya berbentuk lingkaran dengan laju konstan dan arah kecepatan tegak lurus terhadap arah percepatan. Arah kecepatan terus berubah sementara benda bergerak dalam lingkaran tersebut, tampak seperti pada Gambar 1.1. Oleh karena percepatan didefinisikan sebagai besar perubahan kecepatan, perubahan arah kecepatan menyebabkan percepatan. Dengan demikian, benda yang mengelilingi sebuah lingkaran terus dipercepat, bahkan saat lajunya tetap konstan (v1 = v2 = v) (Sumarsono, Joko (2009)).

Gambar 1.1 Gerak Melingkar Beraturan

    Dalam Gerak Melingkar Beraturan berlaku dua macam besaran, yaitu besaran linear (tangensial) merupakan besaran yang arah kerjanya lurus (tidak membenuk sudut)  dan besaran anguler (sudut) merupakan besaran yang arah kerjanya membentuk sudut tertentu. Besaran linear (tangensial) pada GMB meliputi jari-jari, panjang lintasan, kecepatan linear, percepatan tangensial, dan percepatan sentripetal. Sedangkan besran sudut meliputi periode, frekuensi, posisi sudut kecepatan sudut, dan percepatan sudut (Josephine, Neny Else (2020).

Hubungan Besaran-besaran Sudut dan Besaran-besaran Tangensial 

1. Posisi Sudut dan Panjang Lintasan      

Gambar 1.2 Titik P berotasi dengan sumbu tetap O dan jari-jari R.

Gambar 1.2 menunjukkan titik P bergerak melingkar dengan sumbu tetap O dan jari-jari R. Jika P bergerak dari A ke B dengan menempuh lintasan busur sejauh s, sedangkan posisi sudut yang terbentuk maka diperoleh hubungan:

                              

2. Kecepatan Sudut dan Kecepatan Linear

        Jika posisi sudut sangat kecil, yaitu Δteta, karena selang waktu ( Δt ) yang digunakan sangat kecil, lintasan busurnya juga sangat kecil, yaitu Δs , sehingga persamaannya:

Gambar 1.3 Kecepatan sudut tegak lurus bidang lingkar

Kecepatan linier/tangensial (v) memiliki arah berupa arah garis singgung lingkaran pada titik-titik, salah satunya titik P. Sementara itu, kecepatan sudut ω memiliki arah ke atas, tegak lurus bidang lingkar, tampak seperti pada Gambar 1.3.

3. Percepatan Sentripetal

    Benda yang melakukan gerak melingkar beraturan memiliki percepatan yang disebut dengan percepatan sentripetal. Arah percepatan ini selalu menuju ke arah pusat lingkaran. Percepatan sentripetal berfungsi untuk mengubah arah kecepatan. Pada gerak lurus, benda yang mengalami percepatan pasti mengakibatkan berubahnya kelajuan benda tersebut. Hal ini terjadi karena pada gerak lurus arahnya tetap. Untuk benda yang melakukan gerak melingkar beraturan, benda yang mengalami percepatan kelajuannya tetap tetapi arahnya yang berubah-ubah setiap saat. Jadi, perubahan percepatan pada GMB bukan mengakibatkan kelajuannya bertambah tetapi mengakibatkan arahnya berubah. Ingat, percepatan merupakan besaran vektor (memiliki besar dan arah) (Nurachmandani, Setya (2009). Perhatikan gambar 1.4:

Gambar 1.4 Percepatan sentripetal dapat ditentukan dengan penguraian arah kecepatan.

sumber: Nurachmandani, Setya (2009)

Jadi, untuk benda yang melakukan GMB, percepatan sentripetalnya (as) dapat dicari melalui persamaan berikut:

DAFTAR PUSTAKA

Sumarsono, Joko.(2009). Fisika kelas X. Jakarta: Pusat Perbukuan

Nurachmandani, Setya.(2009). Fisika kelas X untuk SMA/MA. Jakarta: Pusat Perbukuan