Contoh Soal Gerak Melingkar Beraturan
Contoh Soal Gerak Melingkar Beraturan - Setiap objek yang bergerak pada suatu jalur melingkar dengan kecepatan tetap dapat disebut sebagai objek yang bergerak melingkar beraturan.
Kecepatan Tetap: Suatu objek yang bergerak pada gerak melingkar beraturan akan berputar dengan jarak tempuh linear yang sama pada setiap lingkarannya. Ketika bergerak dalam jalur melingkar, garis batas lingkaran atau kelilingnya menjadi jarak yang ditempuh oleh objek.
Objek yang bergerak dalam gerak melingkar beraturan diatur oleh 3 karakter yaitu; kecepatan tetap, percepatan, dan gaya akhir.
Sebagai contoh:
Bila seorang atlit hendak berlari mengelilingi suatu rute lingkaran dengan kecepatan 10 km/jam, maka dia akan berlari dalam lingkaran sejauh 10 km selama 1 jam. Pada kecepatan beraturan 10 km/jam ini, setiap lingkaran sejauh 10 km membutuhkan waktu tempuh selama 60 menit (1 jam).
Hubungan antara keliling lingkaran, waktu tempuh yang diperlukan, dan kecepatan objek merupakan pendalaman dari persamaan dasar:
kecepatan =jarak / waktu atau v = d/t
dan dengan jarak yang digantikan oleh keliling, maka persamaannya berubah menjadi:
kecepatan=sirkuit / waktu
Perlu diingat, bahwa keliling dapat ditemukan dengan menggunakan persamaan:
keliling = 2 x pi x jarak
dimana
pi = 3.14
jarak = d/2 (diameter /2)
Karena itu, kecepatan objek dalam gerak melingkar beraturan adalah:
kecepatan = (2 x 3.14 x jarak) / waktu
Percepatan:Percepatan adalah jumlah vektor yang memiliki kecepatan dan arah. Perubahan pada salah satu faktor tersebut akan mempengaruhi percepatan objek. Karena kita telah paham bahwa suatu objek dalam gerak melingkar beraturan bergerak dengan kecepatan yang tetap, maka adalah wajar bila terjadi perubahan pada objek, maka perubahannya akan berkaitan dengan arah geraknya.
Percepatan objek yang bergerak dalam gerak melingkar beraturan berkaitan dengan perubahan arah gerak objek, yang bisa digambarkan dengan persamaan sebagai berikut:
percepatan = (perubahan kecepatan) / waktu
= (Vf-Vi) / t
dimana
Vf = kecepatan akhir
Vi = kecepatan awal
t = waktu
Gaya Akhir: Gaya Akhir adalah gaya yang diarahkan ke tengah lingkaran, dan berlaku atas objek yang bergerak melingkar beraturan. Gaya ini disebut gaya Sentripetal. Gaya ini adalah gaya yang bergerak ke dalam, yang tanpa adanya gaya ini, suatu objek hanya akan bergerak lurus.
Menurut hukum kedua Newton tentang Gerak, ketika gaya akhir yang bergerak ke dalam ini diarahkan tegak lurus pada kecepatan vektor, maka objek akan berubah arah, dan akan menerapkan percepatan yang juga ke dalam.
Gaya = mV2/r
dimana
m = massa dalam kg
V = berat kecepatan (kecepatan) in m/detik
r = jarak dalam m
S1
Suatu objek yang bergerak melingkar dengan kelajuan tetap dapat disebut sebagai?
S2
Objek berikut manakah yang bergerak dalam gerak melingkar beraturan?
S3
Manakah pilihan berikut ini yang BUKAN merupakan karakter dari objek yang bergerak dalam gerak melingkar beraturan?
S4
Suatu GPS satelit mengelilingi bumi dengan kecepatan tetap, menyelesaikan satu putaran dalam 12 jam pada jarak 20.200 km diatas permukaan bumi. Jarak dari bumi pada equator adalah 6.380 km. Berapakah kecepatan satelit tersebut?
S5
Seorang atlit berlari mengelilingi sirkuit dengan kecepatan 12 km/jam. Berapakah jarak yang ditempuh bila dia berlari selama 30 menit dengan kecepatan yang sama?
S6
Ketika berputar mengelilingi suatu sirkuit, jarak yang ditempuh oleh objek dikenal sebagai:
S7
Suatu objek yang bergerak beraturan pada suatu sirkuit mempunyai percepatan yang berpengaruh pada:
S8
Menurut hukum kedua Newton tentang Gerak, apakah yang akan terjadi bila gaya sentripetal diarahkan secara tegak lurus pada kecepatan vektor suatu objek?
S9
Sebuah batu diputar dengan kecepatan 8 m/detik pada suatu sirkuit. Gerakan batu disebut sebagai gerakan yang dipercepat karena:
S10
Berapakah besar gaya sentripetal dari suatu massa sebesar 100 g, yang berputar pada suatu lingkaran dengan diameter 50 cm, dan pada kecepatan 8 m/detik?