Gerak melingkar
| English | Bahasa Indonesia |
|---|---|
| centripetal acceleration/senˈtrɪpɪtl əkˌseləˈreɪʃn/ | percepatan sentripetal |
| angular speed/ˈæŋɡjʊlə spiːd/ | kelajuan sudut |
| linear speed/ˈlɪnɪə spiːd/ | kelajuan linear |
| radian/ˈreɪdɪən/ | radian |
| tangent/ˈtændʒənt/ | tangens |
| centripetal force/senˈtrɪpɪtl fɔːs/ | kekuatan sentripetal |
| conical pendulum/ˈkɒnɪkl ˈpendjʊləm/ | pendulum kerucut |
| energy conservation/ˈenədʒi ˌkɒnsəˈveɪʃn/ | kekekalan energi |
| centrifugal/ˌsentrɪˈfjuːɡl/ | sentrifugal |
| inertia/ɪˈnɜːʃə/ | inersia |
Mengapa Anda merasa didorong keluar di permainan berputar
- Putarkan bola pada tali dan ia menarik ke luar — namun gaya pada bola mengarah ke dalam.
- Segala sesuatu yang bergerak dalam lingkaran selalu dipercepat menuju pusat, bahkan pada kecepatan konstan, karena arahnya terus berubah.
Kecepatan sudut dan kecepatan linear
- Kecepatan sudut $\omega$ (radian per detik) dikaitkan dengan kecepatan linear melalui:
- Titik yang lebih jauh dari pusat ($r$ lebih besar) bergerak lebih cepat untuk $\omega$ yang sama.
Dalam gerak melingkar kecepatan berupa garis singgung dan percepatan menunjuk ke pusat
Sudut dalam radian
Gerak melingkar diukur dalam radian: seret sudut θ dan jari-jari r untuk melihat busur yang disapu — kecepatan sudut ω mengubah ini menjadi v = rω.
Sebuah partikel bergerak dalam lingkaran berjari-jari 2 m dengan kecepatan sudut 3 rad/s. Berapakah kecepatannya v = rω (m/s)?
v = rω = 2 × 3 = 6 m/s.
Kecepatan linear dan kecepatan sudut terkait melalui v = r ______.
v = rω.
Percepatan sentripetal
- Percepatan mengarah ke pusat — percepatan sentripetal:
- Hal ini disebabkan oleh gaya sentripetal $F = ma$ (tegangan, gesekan, gravitasi, atau gaya normal).
Kecepatan menyinggung lingkaran; percepatan (dan gaya bersih) menunjuk ke pusat.
Untuk partikel yang sama (r = 2, ω = 3), berapakah percepatan sentripetal a = rω² (m/s²)?
a = rω² = 2 × 9 = 18 m/s².
Percepatan sentripetal dari partikel dalam gerak melingkar mengarah:
Ke arah pusat — itulah yang terus-menerus mengubah arah gerak.
Kecepatan partikel dalam gerak melingkar arahnya sejajar dengan tangen lingkaran.
Kecepatan selalu tangensial; percepatan tegak lurus terhadapnya, menuju pusat.
Contoh kerja
- Partikel bergerak dalam lingkaran berjari-jari $2$ m dengan kecepatan sudut $3\ \tfrac{\text{rad}}{\text{s}}$.
- Kecepatan $v = r\omega = 2 \times 3 = 6\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$.
- Percepatan sentripetal $a = r\omega^2 = 2 \times 3^2 = 18\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}^2}$.
Lingkaran horizontal vs vertikal
- Lingkaran horizontal (misalnya pendulum konis): kecepatan konstan.
- Lingkaran vertikal: kecepatan berubah sesuai ketinggian, sehingga gabungkan gerak melingkar dengan hukum kekekalan energi.
Tidak ada "gaya sentrifugal" yang keluar pada partikel. Gaya yang sebenarnya adalah gaya inward (sentripetal); sensasi keluar itu adalah inersia tubuh Anda yang menolak perubahan arah.
- Dalam gerak melingkar, gaya kontak normal atau tegangan menyediakan gaya sentripetal.
Untuk gerak dalam lingkaran vertikal, kecepatannya tidak konstan, sehingga Anda juga menggunakan:
Tinggi berubah, sehingga PE gravitasi ↔ KE: gunakan kekekalan energi bersamaan dengan persamaan gerak melingkar.
Anda telah memahaminya
- $v = r\omega$; percepatan sentripetal $a = r\omega^2 = \dfrac{v^2}{r}$, diarahkan ke pusat
- gaya sentripetal inward yang nyata menyebabkannya ($F = ma$)
- lingkaran horizontal → kecepatan konstan; lingkaran vertikal → gunakan hukum kekekalan energi