Gerak Sirkuler

 

GERAK SIRKULER

A.      Pengertian

Gerak Sirkuler adalah pergerakan suatu benda yang membentuk lintasan berupa lingkaran dengan satu sumbu atau titik tetap di tengahnya.

Suatu benda bisa berputar, karena ada gaya yang bisa membelokkannya menuju pusat atau sumbu lintasan lingkaran tersebut, gaya ini disebut dengan gaya sentripetal (Fs).

Gerak melingkar dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu:

a.       Frekuensi (f): banyak putaran yang dihasilkan setiap satu detik.

b.       Periode (T): waktu yang dibutuhkan untuk melakukan satu putaran penuh.

c.       Kecepatan linear (v) atau kecepatan tangensial: hubungan panjang lintasan linear yang harus ditempuh benda dengan setiap selang waktu tempuhnya.

d.       Percepatan sudut (α): laju perubahan kecepatan sudut terhadap waktu.

e.       Perpindahan sudut (Δϴ): sudut benda yang bergerak secara melingkar dalam selang waktu tertentu.

f.        Kecepatan sudut (ω): besar sudut yang ditempuh benda dalam setiap satuan waktu.

Jenis Gerak Melingkar ada 2, yaitu:

1.       Gerak Melingkar Beraturan (GMB)

GMB adalah gerakan melingkar yang memiliki kecepatan sudut (ω) tetap, dengan kata lain berarti percepatan sudutnya 0. Hal ini dikarenakan arah kecepatan sudutnya sama dengan arah putaran partikel. Percepatan di sini disebut dengan percepatan sentripetal yang fungsinya adalah mengubah arah kecepatan linearnya, tapi tidak mengubah besarannya.

Rumus percepatan sentripental adalah sebagai berikut:

Keterangan:

as: percepatan sentripetal (ms2)

v: kecepatan linear atau tangensial (ms)

r: jari-jari lintasan (m)

ω: kecepatan sudut (rad/s)

Semakin besar kecepatan linear atau tangensialnya, maka akan semakin besar pula nilai percepatan sentripetalnya. Arah vektor pada percepatan sentripetal ini menuju pusat lingkaran atau sumbunya, tapi vektor kecepatan linearnya lurus. Selain itu, kecepatan sudut akan searah dengan putaran benda. Vektor percepatan dan kecepatan linear saling tegak lurus, itulah mengapa percepatan sentripetal dengan kecepatan linear tidak sama. Begitu pun dengan arah percepatan sentripetal dan kecepatan sudutnya. Karena percepatan sentripetal memiliki arah yang selalu menuju pusat lingkaran atau sumbunya, sedangkan kecepatan sudut sesuai dengan arah putaran benda.

2.       Gerak Melingkar Berubah Beraturan (GMBB)

GMBB adalah gerakan dari suatu benda yang menempuh lintasan melingkar dengan kecepatan sudut yang berubah-ubah, namun percepatan sudutnya tetap. Pada GMBB, kecepatan tersebut akan meningkat apabila searah dengan percepatannya. Sebaliknya, kecepatan akan menurun ketika berlawanan dengan perubahan percepatannya.

Kalau pada GMB percepatan dinamakan sentripetal, lain halnya dengan GMBB yang percepatannya dinamakan dengan percepatan tangensial. Pada percepatan tersebut terjadi perubahan besar kecepatan linear secara beraturan. Arahnya bisa sama atau berlawanan dengan arah kecepatan linear. Begini persamaan percepatan tangensial:

αt = α.r

Secara sistematis, kamu bisa melihat persamaan GMBB di bawah ini:

Keterangan:

ϴ : besar sudut lintasan melingkar yang ditempuh.

ωt : kecepatan sudut akhir.

ωo : kecepatan sudut awal.

α : percepatan sudut.

t : waktu tempuh.

 

 

 

 

 

 

B.      Contoh soal dan penyelesaian

Sebuah benda bergerak melingkar dengan percepatan sudut 2 rad/s2. Jika mula-mula benda diam, tentukan kecepatan sudut benda setelah 2 sekon dan sudut tempuh setelah 5 sekon!

Pembahasan:

C.      Penerapan pada Bidang Bioteknologi

 

Penerapan gerak sirkular pada nidang bioteknologi adalah sama seperti pada atom. Elektron yang mengelilingi atom akan membentuk gerakan melingkar.

 

 

 

 

 

Sumber : https://www.zenius.net/blog/gerak-melingkar-materi-fisika-kelas-10