kinematika gerak lurus dan melingkar

Kinematika Partikel:

Gerak Melingkar

(Pertemuan Ke-3)

Tujuan

Peserta didik dapat menjelaskan keterkaitan

antara jarak tempuh dan sudut tempuh,

kelajuan (linier) dan kelajuan sudut pada

gerak melingkar.

Peserta didik dapat menjelaskan

karakteristik sudut tempuh, kelajuan

(kecepatan) sudut, kecepatan (linear) dan

percepatan pada gerak melingkar dengan

kelajuan konstan.

Peserta didik dapat menjelaskan frekuensi

dan periode gerak pada gerak melingkar

dengan kelajuan konstan.

Peserta didik dapat menjelaskan

karakteristik sistem roda-roda yang berputar

dengan poros yang berbeda dan sama.

Peserta didik dapat menggunakan

persamaan gerak untuk gerak melingkar

dengan kelajuan konstan dalam

menyelesaikan kasus-kasus gerak

melingkar dengan kelajuan konstan.

Lanjutan . . .

Sudut Tempuh

s

R

radR

s

360 1801 57,3

2

21

360 180

o oo

o

rad

rad rad

Kelajuan Sudut

Kelajuan sudut merupakan laju sudut yang

tempuh. Kelajuan sudut menunjukkan besarnya

sudut (rad) yang ditempuh setiap satuan waktu

(per-sekon). Kelajuan sudut rata-rata:

sv

t

Kelajuan sudut

sesaat: v t

t t

t

v

R

t

v

R

Kecepatan Sudut

Kecepatan sudut merupakan laju perpindahan

sudut. Kecepatan sudut menunjukkan perpindahan

sudut (rad) yang ditempuh setiap satuan waktu

(per-sekon). Kecepatan sudut sesaat:

t

:besar t

?arah

Kecepatan sudut sesaat:

vektor, bisa positif (+) atau

negatif (-).

v

Lanjutan . . .

:arah

:arah

Gerak melingkar dengan kelajuan

konstan [Gerak Melingkar Beraturan

(GMB)]

Gerak Melingkar dengan Kelajuan

Konstan [Gerak Melingkar Beraturan

(GMB)] Karakterteristik utama: bergerak dengan

kelajuan dan kecepatan sudut sesaat yang

konstan.

Sudut yang ditempuh setiap satuan waktu (per-

sekon) sama (tetap). Dengan kata lain jarak

yang ditempuh setiap satuan waktu (per-sekon)

sama (tetap).

;t s v t

v

R

s

t

Pada gerak melingkar dengan kelajuan konstan

(GMB), sudut dan jarak yang ditempuh setiap

satuan waktu (per-sekon) sama (tetap).

Lanjutan . . .

Dengan kata lain pada gerak melingkar dengan

kelajuan konstan (GMB), kelajuan (linear) juga

konstan. Tapi kecepatan (linear) berubah.

Kecepatan linear berubah akibat perubahan

arahnya.

Lanjutan . . .

Gerak melingkar dengan kelajuan konstan

mengalami percepatan karena perubahan arah

kecepatan.

Percepatan akibat perubahan arah kecepatan

disebut dengan percepatan sentripetal.

Lanjutan . . .

Percepatan sentripetal merupakan besaran

vektor.

Arah percepatan sentripetal selalu menuju pusat. Besar percepatan

sentripetal:22

sp

va R

R

Pada GMB besar percepatan sentripetal selalu

konstan karena kelajuan (linear/tangensial) dan

juga kelajuan sudut selalu konstan. Sedangkan

arahnya berubah meskipun selalu menuju pusat.

Lanjutan . . .

Kelajuan sudut pada GMB menunjukkan frekuensi

gerak. Frekuensi gerak pada GMB menunjukkan

jumlah putaran yang ditempuh benda setiap satuan

waktu. 2

:

f

frekuensi sudut

Periode gerak pada GMB menunjukkan waktu

yang dibutuhkan untuk menempuh satu putaran

penuh.1 2

Tf T

2 Rv

T

;1 2n

f put radt

Gerak Melingkar Beraturan

pada

Roda Berhubungan

(1)k b

b k

bk b

k

R

R

R

R

b

k

; ;k b k b k bR R n n

k b

b k

bk b

k

n

n

n

n

k b k k b bv v R R

(2)Lanjutan . . .

; ;b k b k b kv v R R

b kb k

b k

v v

R R

b k

b k

bb k

k

v v

R R

Rv v

R

k

b

(3)Lanjutan . . .

v sama

berbeda

1

2

Lanjutan . . .

Benar atau salah pernyataan di bawah ini.

Pada GMB, benda bergerak dengan

kecepatan tangensial yang konstan.

Sudut yang ditempuh setiap satuan waktu

pada GMB selalu sama.

Benda mengalami perubahan kecepatan saat

bergerak melingkar dengan kelajuan konstan.

Arah percepatan pada GMB selalu mengarah

menuju pusat.

Pada GMB, benda bergerak dengan

percepatan yang berubah.

Lanjutan . . .

Sebuah benda bergerak melingkar

beraturan dengan kecepatan sudut konstan

sebesar 5 rad/s dan jari-jari lintasan 2 m.

Berapakah jarak yang ditempuh setelah

benda bergerak 10 s?

Sebuah mobil mengitari suatu lintasan

melingkar mendatar dengan jari-jari 40 m

dengan kelajuan tetap 20 m/s. Percepatan

mobil tersebut adalah . . . (besar dan arah)

Sebuah satelit mengorbit pada ketinggian

7000 km dari pusat bumi. Berapakah

kelajuan satelit jika waktu yang dibutuhkan

untuk menempuh satu kali putaran adalah 90

menit? (m/s)

Lanjutan . . .

Sebuah mesin penggiling padi menggunakan dua

buah roda yang dihubungkan dengan sabuk seperti

pada gambar di bawah dengan laju putaran yang

tetap. Jika jari-jari roda A dua kali jari-jari roda B,

maka perbandingan besar kelajuan sudut roda A

dan roda B adalah . . .

A B

Lanjutan . . .

Pada roda A dipasang roda C dengan jari-jari

seperempat roda A dan sabuk dipindahkan pada

roda C tersebut. Berapakah perbandingan kelajuan

sudut roda A dan C? Berapakah perbandingan

kelajuan sudut roda B dan C? Jika roda B berputar

dengan frekuensi 200 rpm, berapakah frekuensi

putaran roda A dan C?

Selesai