GERAK MELINGKAR
Disusun oleh :
Unit 4
Agus maunandar
Rahmad Hidayat
Rajak
Dosen Pembimbing : Abd. Mujahid Hamdan, M.Sc
PRODI PENDIDIKAN FISIKA
FAKULTAS TARBIYAH DAN KEGURUAN
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI
BANDA ACEH
2015
KATA PENGGANTAR
Puji syukur patut kita ucapkan kehadirat Allah SWT karena dengan rakhmat dan karunianya kami memperoleh kesempatan untuk belajar dan mempraktekkan tentang ilmu pengetahuan alam berjurusan fisika.
Makalah ini di tulis untuk menunjukan bahwa kami telah mempelajari dan mempraktekkan tentang pemahaman-pemahaman kajian fisika dengan alat bantu tersendiri, dalam makalah ini semua orang akan bias mendapat ilmu meskipun ilmu itu masih sedikit tapi cukuplah untuk bekal di masa depan mendatang, materi dalam makalah ini di fokuskan pada praktek dan cara guna suatu bahan untuk menghasilkan sesuatu yang di inginkan. Makalah ini memuat aspek tentang kajian fisika yang tergolong sedikit tapi pasti dan dalam makalah ini terdapat latar belakang, rumusan masalah, tujuan, metodelogi, hasil percobaan dll.
DAFTAR ISI
KATA PEGANTAR........................................................................................ i
DAFTAR ISI.................................................................................................. ii
BAB I
PENDAHULUAN ........................................................................................ 1
A. Latar Belakang ......................................................................................... 1
B. Maksud Dan Tujuan................................................................................... 1
C. Batasan Masalah........................................................................................ 1
BAB II
PEMBAHASAN .......................................................................................... 2
A. Pengertian Gerak Melingkar....................................................................... 2
B. Besaran fisis pada GMB ............................................................................ 3
C. Contoh Soal............................................................................................... 6
D. Jenis Gerak Melingkar................................................................................ 6
BAB III
METHODOLOGI ......................................................................................... 8
A. Alat Dan Bahan ......................................................................................... 8
B. Cara Kerja ................................................................................................ 8
BAB IV
KESIMPULAN ............................................................................................ 9
DAFTAR PUSTAKA
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Gerak melingkar adalahgerak suatu benda yang membentuk lintasanberupa lingkaran mengelilingi suatu titik tetap. Agar suatu benda dapat bergerak melingkar ia membutuhkan adanya gaya yang slalu membelokannyamenuju pusat lintasan lingkaran. Gaya ini dinamakan gayasntrptal. Suatu gerak melingkar beraturan dapat d katakan sebagai suatugerak di percepat beraturan mengingat perlu adanya suatu percepatan yangbesarnya tetap dengan arah yang berubah yang selalu mengubah arah gerakbenda agar menempuh lintas berbentuk lingkaran.
B. Maksud dan Tujuan
1) Untuk memenuhi tugas penulisan makala yang di berikan kepada kelompok
2) Metode pustakanya atau dengan mengumpulkan data-data perbendaharaan pengetahuan mencari masalah beberapa masalah yang berhubungan degan gerak melingkar sehingga terkumpulah informasih yang dapat membantuh penyalasaian makalah ini.
C. Batasan masalah
Dalam menjelaskan masalah yang kami kemukakan di sini di pandang
perlu untuk menentukan batasan masalah yang akan di kemukakan sehingga
masalah yang di bahas tidak keluar dari jangkauan pemikiran kami. Yang menjadi pokok masalah yang kami kemukakan sebagai sebab di makalah ini atau:
waktu yang diperlukan untuk melakukan putpn percepatan sntriptal periode percepatan benda.
BAB II
PEMBAHASAN
A. Pengertian Gerak Melingkar
Gerak Melingkar adalah gerak suatu benda yang membentuk lintasan berupa lingkaran mengelilingi suatu titik tetap. Agar suatu benda dapat bergerak melingkar ia membutuhkan adanya gaya yang selalumembelokkan-nya menuju pusat lintasan lingkaran. Gaya ini dinamakan gaya sentripetal. Suatu gerak melingkar beraturan dapat dikatakan sebagai suatu gerak dipercepat beraturan, mengingat perlu adanya suatu percepatan yang besarnya tetap dengan arah yang berubah, yang selalu mengubah arah gerak benda agar menempuh lintasan berbentuk lingkaranBesaran-besaran yang mendeskripsikan suatu gerak melingkar adalahdan atau berturur-turut berarti sudut, kecepatan sudut dan percepatan sudut. Besaran-besaran ini bila dianalogikan dengan gerak linier setara dengan posisi, kecepatan dan percepatan atau dilambangkan berturut-turut dengan :
Besaran gerak lurus dan melingkar
| |||
Gerak lurus
|
Gerak melingkar
| ||
Besaran
|
Satuan (SI)
|
Besaran
|
Satuan (SI)
|
poisisi
|
m
|
Sudut
|
rad
|
kecepatan
|
m/s
|
Kecepatan sudut
|
rad/s
|
percepatan
|
m/s2
|
Percepatan sudut
|
rad/s2
|
-
|
-
|
perioda
|
s
|
-
|
-
|
radius
|
m
|
Turunan dan integral
Seperti halnya kembarannya dalam gerak linier, besaran-besaran gerak melingkar pun memiliki hubungan satu sama lain melalui proses integrasi dan diferensiasi.
B. Besaran fisis pada GMB
a. Besaran Sudut (Ø)
Besar sudut Ø dinyatakan dalam derajat tetapi pada gerak melingkar beraturan ini dinyatakan dalam radian. Satu radian (rad) adalah sudut dimana panjang busur lingkaran sama dengan jari-jari lingkaran tersebut (r). Jika s = r, Ø bernilai 1 rad.
Secara umum besaran sudut Ø dituliskan :
Ø = s / r dimana s = 2∏ r , sehingga Ø = 2∏ rad.
b. Kecepatan dan kelajuan Sudut (ω)
Pada gerak melingkar, besaran yang menyatakan seberapa jauh benda berpindah (s) dalam selang waktu tertentu (t) disebut kecepatan anguler atau kecepatan sudut (ω). Kecepatan sudut ini terbagi atas kecepatan sudut rata-rata dan kecepatan sudut sesaat.
Kecepatan sudut rata-rata dituliskan sebagai : ω = ΔØ / Δt
Kecepatan sudut sesaat dinyatakan sebagai ω = lim ΔØ / Δt
Satuan kecepatan sudut adalah rad/s. Selain satuan ini, satuan kecepatan sudut dapat pula ditulis dalam rpm (rotation per minutes) dimana 1 rpm = 2Π rad/menit = Π/30 rad/s. Sedangkan nilai atau besarnya kecepatan sudut disebut kelajuan sudut.
c. Periode (T)
Waktu yang dibutuhkan oleh suatu benda untuk bergerak satu putaran disebut periode (T). Waktu yang dibutuhkan untuk menempuh satu putaran dinyatakan oleh :
T = perpindahan sudut / kecepatan sudut
T = 2Π / ω dimana 2Π = perpindahan sudut (anguler) untuk satu putaran.
Jika jumlah putaran benda dalam satu sekon dinyatakan sebagai frekuensi (f) maka diperoleh hubungan :
T = 1 / f dimana f = frekuensi dengan satuan 1/s atau Hertz (Hz).
d. Kecepatan dan kelajuan linear (v)
Kecepatan linear didefinisikan sebagai hasil bagi panjang lintasan linear yang ditempuh dengan selang waktu tempuhnya. Panjang lintasan dalam gerak melingkar yaitu keliling lingkaran 2Π.r
Jika selang waktu yang diperlukan untuk menempuh satu putaran adalah 1 periode (T), maka :
Kecepatan linear dirumuskan : v = 2Π.r / T atau v = ω.r
Kecepatan linear ( v) memiliki satuan m/s, r = jari-jari lintasan, dengan satuan meter dan ω = kecepatan sudut dalam satuan rad/s.
e. Percepatan Sentripetal
Pada saat anda mempelajari gerak lurus beraturan sudah mengetahui bahwa percepatan benda sama dengan nol. Benarkah kalau kita juga mengatakan percepatan benda dalam gerak melingkar beraturan sama dengan nol? Dari gambar di atas diketahui bahwa arah kecepatan linear pada gerak melingkar beraturan selalu menyinggung lingkaran. Karena itu, kecepatan linear disebut juga kecepatan tangensial.
Sekarang kita akan mempelajari apakah vektor percepatan pada benda yang bergerak melingkar beraturan nol atau tidak.Dari gambar di atas tampak bahwa vektor kecepatan linear memiliki besar sama tetapi arah berbeda-beda. Oleh karena itu kecepatan linear selalu berubah sehingga harus ada percepatan. Dari gambar di atas tampak bahwa arah percepatan selalu mengarah ke pusat lingkaran dan selalu tegak lurus dengan kecepatan linearnya. Percepatan yang selalu tegak lurus terhadap kecepatan linearnya dan mengarah ke pusat lingkaran ini disebut percepatan sentripetal.
Percepatan sentripetal pada gerak melingkar beraturan dirumuskan :
C. Contoh Soal :
1. Sebuah roda dengan jari-jari 20 cm, berputar pada sumbunya dengan kelajuan 6.000/Π rpm. Tentukan: (a). kelajuan sudut, frekuensi, dan periodenya, (b). kelajuan linear sebuah titik atau dop pada roda dan panjang lintasan titik yang ditempuh selama 10 s. (c) jumlah putaran dalam 10 s.
Penyelesaian
diketahui : r = 20 cm = 0,2 m ; ω = 6.000/Π rpm = 100/Π rps = 200 rad/s
dijawab :
(a). Frekuensi f = ω / 2Π = (200 rad/s)/2Π = 100/Π Hz
(b). Kelajuan linear pada titik luar
v = ω . r = (200 rad/s). (0,2 m) = 40 m/s
(c) Jumlah putaran selama 10 s. Sudut yang ditempuh selama 10 s adalah Ø = ω . t = 2.000 rad
1 putaran = 2Π rad sehingga jumlah putaran (n) adalah n = 2.000 rad/2Π =(1000/Π ) putaran.
2. Sebuah benda bergerak melingkar beraturan dengan jari-jari lintasan 70 cm. Dalam waktu 20 s, benda tersebut melakukan putaran sebanyak 40 kali. (a). tentukan periode dan frekuensi putaran. (b) berapa laju linear benda tersebut? (c). hibunglah kecepatan sudut benda tersebut.
Penyelesaian :
diketahui : r = 70 cm = 0,7 m; t = 20 s ; n = 40
dijawab :
(a). Waktu untuk menempuh satu putaran (T) = waktu tempuh/jumlah putaran
T = 20 s / 40 = 0,5 s. Jadi frekuensinya (f) = 1/T = 2 Hz
(b). Laju linear benda (v) = ω . r = 2Πf.r = 2(3,14) 2 Hz.0,7 m = 8,8 m/s
(c). Kecepatan sudut benda (ω) = v / r = (8,8 m/s) / 0,7 m = 12,6 rad/s.
D. Jenis gerak melingkar
Gerak melingkar dapat dibedakan menjadi dua jenis, atas keseragaman kecepatan sudutnya yaitu :
l gerak melingkar beraturan, dan
l gerak melingkar berubah beraturan.
Gerak melingkar beraturan
Gerak Melingkar Beraturan (GMB) adalah gerak melingkar dengan besar kecepatan sudut tetap. Besar Kecepatan sudut diperolah dengan membagi kecepatan tangensial dengan jari-jari lintasan. Kinematika gerak melingkar beraturan adalah dengan adalah sudut yang dilalui pada suatu saat, adalah sudut mula-mula dan adalah kecepatan sudut (yang tetap nilainya).
Gerak melingkar berubah beraturan
Gerak Melingkar Berubah Beraturan (GMBB) adalah gerak melingkar dengan percepatan sudut tetap. Dalam gerak ini terdapat percepatan tangensial (yang dalam hal ini sama dengan percepatan linier) yang menyinggung lintasan lingkaran (berhimpit dengan arah kecepatan tangensial ). Kinematika GMBB adalah dengan adalah percepatan sudut yang bernilai tetap dan adalah kecepatan sudut mula-mula.
Persamaan parametrik
Gerak melingkar dapat pula dinyatakan dalam persamaan parametrik dengan terlebih dahulu mendefinisikan:
titik awal gerakan dilakukan kecepatan sudut putaran (yang berarti suatu GMB).
BAB III
METHODOLOGI
A. Alat dan Bahan
· Beban
· Stopwacht
· Penggaris
· Buku
· Pulpen
· Alat pemutar
B. Cara kerja
1. Sediakan alat pemutar.
2. Kaitkan 1 beban berat terlebih dahulu pada pengait yang ada pada alat pemutar tersebut.
3. Ukurlah tali yang ada pada alat pemutar tersebut, sebagai jari-jari sesuai yang diinginkan dengan penggaris.
4. Setelah itu siapkan stopwatch untuk menghitung berapa lama waktu yang dibutuhkan dalam 10 putaran dengan 1 beban.
5. Setelah tahu berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk 10 putaran denagn 1 beban, lalu catatlah.
6. Ulangi percobaan a sampai dengan e, tapi dengan jumlah beban yang berbeda-beda dan jari-jari yang berbeda-beda.
I.
BAB IV
KESIMPULAN
Beban
(Keping)
|
Jari-jari
R (cm)
|
Waktu
(s)
|
PercepatanSentri Pental(as)(cm/s2)
|
Periode (T)
(s)
|
Percepatan Benda
(ab) (102 cm/s2)
|
2
|
15
|
6,30
|
224,285
|
0,42
|
10
|
2
|
25
|
5,63
|
697,158
|
0,2252
|
10
|
2
|
30
|
5,80
|
974,650
|
0,1933
|
10
|
3
|
10
|
5,35
|
117,383
|
0,535
|
10
|
4
|
10
|
4,00
|
157
|
0,4
|
10
|
5
|
10
|
4,68
|
134,188
|
0,468
|
10
|
6
|
10
|
4,55
|
138,021
|
0,455
|
10
|
T=t/n
Keterangan:
n = 10 putaran
g = 10 m/s2
as = v2 : r → v= 2лr : T
T = t : n
ab = ………? Hk Newton
F = m.a
A = f : m → F= m.g
= m.g : m
= g
DAFTAR PUSTAKA
Tipler, Paul A. 1998. Fisika untuk Sains dan Teknik. Jakarta: Erlangga
