A.PENGERTIAN GERAK MELINGKAR
Gerak Melingkar adalah salah satu gerak benda yang lintasannya berupa lingkaran. Lintasan tersebut terbentuk karena benda mengelilingi sebuah titik tetap yang disebut dengan pusat lingkaran. Untuk terjadinya gerak melingkar, diperlukan sebuah gaya yang selalu menggerakkan benda menuju pusat lingkaran. Gaya ini disebut dengan gaya sentripetal. Secara umum terdapat dua jenis gerak melingkar, yaitu gerak melingkar beraturan dan gerak melingkar berubah beraturan.
B. CIRI – CIRI GERAK MELINGKAR
- Bentuk lintasannya berupa lingkaran
- Besar kecepatan sudutnya konstan (tetap)
- Besar Percepatan Sentripetalnya konstan (tetap)
- Besar Kelajuan linearnya konstan (tetap)
C. BESARAN – BESARAN FISIKA PADA GERAK MELINGKAR
1. Sudut
Sudut adalah salah satu besaran yang berupa ruas garis dari satu titik pangkal antar satu posisi ke posisi lainnya. Satuan internasioanal untuk Sudut adalah radian (rad), tetapi satuan yang lebih sering dipakai untuk menggambarkan sudut adalah derajat. Sebuah lingkaran memiliki sudut sebesar 360 derajat. Simbol yang digunakan untuk melambangkan sudut adalah theta (θ).
 |
RUMUS DAN SATUAN SUDUT |
2. Kecepatan Sudut dan Kecepatan Linear
a. Kecepatan Sudut (Kecepatan Anguler)
Kecepatan sudut atau yang juga sering disebut dengan kecepatan anguler adalah sudut yang ditempuh oleh sebuah titik yang bergerak di tepi lingkaran dalam satuan waktu (t) tertentu. Satuan internasional untuk kecepatan sudut adalah rad per detik (rad/s). Simbol yang digunakan untuk melambangkan kecepatan sudut adalah omega (Ω atau ω).
b. Kecepatan Linear (Kecepatan Tangensial)
Kecepatan Linear (Kecepatan Tangensial) adalah salah satu besaran dalam fisika yang menunjukkan seberapa cepat sebuah benda berpindah dari suatu tempat ke tempat lainnya. Satuan internasional yang digunakan untuk kecepatan linear adalah meter per sekon (m/s), tetapi dalam kehidupan sehari-hari di Indonesia, pasti kita lebih sering memakai satuan kilometer per jam (km/jam), sedangkan di amerika lebih sering dipakai mil per jam, (mil/jam). Kecepatan dapat diperoleh dari perkalian antara jarak yang ditempuh dengan waktu tempuh. Simbol dari kecepatan adalah v (huruf kecil).
 |
| RUMUS KECEPATAN SUDUT DAN KECEPATAN LINEAR |
3. Percepatan Sudut dan Percepatan Linear
a. Percepatan Sudut (Percepatan Anguler)
Percepatan Sudut adalah perubahan kecepatan sudut dalam satuan waktu (t) tertentu). Apabila kecepatan sudut semakin bertambah, maka akan terjadi percepatan (penambahan kecepatan) sudut sehingga percepatan sudutnya positif, sedangkan apabila kecepatan sudutnya berkurang maka akan terjadi perlambatan (pengurangan kecepatan) sehingga percepatan sudutnya negatif. Satuan Internasional untuk percepatan sudut adalah radian per detik kuadrat (rad/s2). Simbol yang digunakan untuk melambangkan percepatan sudut adalah alfa (α).
b. Percepatan Linear (Percepatan Tangensial)
Percepatan linera atau percepatan tangensial adalah paerubahan kecepatan yang terjadi kepada benda tersebut, baik karena pengaruh gaya yang bekerja pada benda ataupun karena keadaan benda. Satuan Internasional untuk kecepatan adalah m/s2 . Simbol yang digunakan untuk melambangkan percepatan linear adalah “a”. Jika perubahan kecepatannya negatif (kecepatan benda menurun) maka disebut dengan perlambatan (a = -), sedangkan jika perubahan kecepatan positif (kecepatannya meningkat) maka disebut dengan percepatan (a = +).
 |
| RUMUS PERCEPATAN SUDUT DAN PERCEPATAN LINEAR |
4. Waktu Tempuh
Waktu tempuh adalah waktu yang dibutuhkan oleh suatu benda untuk berpindah dari suatu posisi ke posisi yang lain dalam kecepatan tertentu. Satuan Internasional untuk Waktu Tempuh adalah sekon (s), sedangkan simbol yang dipakai untuk melambangkan waktu tempuh adalah t (huruf kecil). Waktu tempuh dapat diperoleh dari hasil pembagian jarak dengan kecepatan.
5. Frekuensi dan Periode
a. Frekuensi
Secara umum frekuensi adalah besaran ukuran jumlah putaran ulang suatu peristiwa dalam waktu tertentu. Dalam gerak melingkar, frekuensi adalah jumlah putaran yang dapat dilakukan suatu benda dalam satu detik. Satuan internasional yang dipakai untuk frekuensi adalah Hertz (Hz). Simbol yang digunakan untuk melambangkan frekuensi adalah f (huruf kecil).
b. Periode
Secara umum Periode adalah waktu yang ditempuh untuk melakukan suatu peristiwa. Dalam gerak melingkar periode adalah waktu yang diperlukan untuk menempuh satu lingkaran. Satuan yang sering digunakan untuk periode adalah detik atau sekon (s). Simbol yang digunakan untuk melambangkan periode adalah T (huruf besar).
 |
RUMUS FREKUENSI DAN PERIODE |
6. Radius
Radius atau yang juga sering kita sebut dengan jari – jari lingkaran adalah garis yang menghubungkan titik pusat dengan bagian terluar dari sebuah lingkaran. Satuan yang sering dipakai untuk radius adalah satuan panjang seperti meter (m), sentimeter (cm), kilometer (km), dll. Simbol yang digunakan untuk melambangkan radius adalah r (huruf kecil).
D. KLASIFIKASI MACAM JENIS GERAK MELINGKAR DAN RUMUSNYA
Berdasarkan Kecepatan sudutnya terdapat dua jenis Gerak Melingkar, yaitu :
1. Gerak Melingkar Beraturan (GMB)
Gerak Melingkar Beraturan adalah gerak melingkar yang memiliki besar kecepatan sudut yang konstan (tetap). Arah kecepatan sudut pada gerak melingkar beraturan sama dengan arah kecepatan linearnya. Dalam gerak melingkar beraturan kecepatan sudutnya tetap, tetapi karena dibelokkan oleh gaya sentripetalnya maka arah kecepatannya berubah-ubah (Lihat gambar untuk lebih memahaminya). Dalam hal ini perubahan arah kecepatan juga didefinisikan sebagai percepatan, karena itu benda yang mengalami sebuah lingkaran terus dipercepatan bahkan ketika lajunya tetap konstan.
Rumus yang dipakai dalam Gerak Melingkar Beraturan (GMB) antara lain :
|
RUMUS FREKUENSI DAN PERIODE |
2. Gerak Melingkar Berubah Beraturan (GMBB)
Gerak Melingkar Berubah Beraturan adalah gerak melingkar yang memiliki percepatan sudut konstan atau tetap. Artinya perubahan kecepatan sudut yang terjadi dari waktu ke waktu adalah sama. Apabila arah keceapatan sudut dengan percepatan sudutnya sama, maka akan terjadi ‘percepatan’ sehingga disebut GMBB dipercepat dengan percepatan yang bernilai positif (+). Sedangkan jika arah keceaptan sudut dengan percepatan sudutnya berlawanan, maka akan terjadi ‘perlambatan’, sehingga disebut GMBB diperlambat dengan percepatan sudut yang bernilai negatif (-).
Rumus yang dipakai dalam Gerak Melingkar Berubah Beraturan (GMBB) antara lain :
 |
RUMUS GERAK MELINGKAR BERUBAH BERATURAN (GMBB) |
E. CONTOH SOAL GERAK MELINGKAR DAN PEMBAHASANNYA
Soal 1
Sebuah roda melakukan gerakan melingkar sebanyak 7200 kali per menit. Maka kecepatan sudut roda tersebut adalah...
Pembahasan
Diketahui :
f = 7200 / menit = 7200 / 60 detik = 30 putaran / s = 30 Hz
Ditanya :
ω ?
Jawab :
ω = 2πf
= 2π x 30
= 60 rad/s
Soal 2
detik, berapa besar percepatan sudut dan sudut yang ditempuh benda ?
Pembahasan :
Diketahui :
ωo = 4 rad/s
t = 10 s
ωt = 0
Ditanya :
α ?
θ ?
Jawab :
Karena kecepatan akhirnya (ωt < ωo) maka terjadi perlambatan, sehingga digunakan tanda negatif (-)dalam rumus yang dipakai :
ωt = ωo – α.t
0 = 4 - 10α
10α = 4
α = 4 / 10
α = 0,4 rad/s2