KELAS OLIMPIADE SAINS

Kamis, 14 Juli 2022

Gerak Melingkar

Gerak dalam Dua Dimensi

  1. Persamaan Gerak Benda
  2. Gerak Parabola
  3. Gerak Melingkar


Anda telah mempelajari bahwa suatu partikel dikatakan bergerak melingkar beraturan, jika partikel tersebut bergerak dalam lintasan berbentuk lingkaran atau busur lingkaran dengan kelajuan konstan. Walaupun kelajuan partikel tersebut tidak berubah, namun partikel tersebut tetap memiliki percepatan. Mengapa demikian? Anda tentu telah memahami bahwa percepatan partikel (perubahan kecepatan dalam selang waktu tertentu) merupakan perubahan kelajuan partikel tersebut. Namun, Anda tidak boleh lupa bahwa kecepatan merupakan besaran vektor. Oleh karena kecepatan merupakan besaran vektor, perubahan arah kecepatan saja (besar kecepatan tetap) akan menimbulkan percepatan, seperti yang terjadi pada gerak melingkar beraturan. 


Perhatikanlah Gambar 1.17 berikut. 


Pada gambar tersebut ditunjukkan hubungan antara vektor kecepatan dan percepatan pada gerak melingkar beraturan. Besar kecepatan dan percepatan pada gerak melingkar beraturan tidak berubah-ubah, namun arahnya selalu berubah-ubah setiap saat. Arah kecepatan selalu menyinggung lintasan lingkaran (tangensial terhadap lingkaran), sedangkan percepatan selalu mengarah ke pusat lingkaran sehingga disebut percepatan sentripetal.

Perhatikanlah  Gambar 1.18. 


Suatu partikel yang bergerak melingkar beraturan di titik P dengan jari-jari lingkaran r. Oleh karena arah kecepatan selalu tegak lurus jari-jari r  (tangensial terhadap lingkaran), sudut θ   yang dibentuk oleh v terhadap garis vertikal di titik P akan sama besar dengan sudut  θ  yang dibentuk oleh jari-jari r terhadap sumbu-x. Vektor kecepatan di titik P tersebut dapat diuraikan menjadi vektor komponennya menurut sumbu-x dan sumbu-y, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.19 berikut. 

Dengan demikian, dapat dituliskan


Vektor percepatan dan komponen vektornya menurut sumbu-x dan sumbu-y ditunjukkan oleh Gambar 1.20. Berdasarkan uraian gambar tersebut, dapat ditentukan besar percepatan sentripetal melalui persamaan berikut.