Minggu, 17 April 2011

Mekanika-5(gerak melingkar)

Gerak melingkar dalam kehidupan sehari-hari banyak kita jumpai, misalnya pada roda sepeda motor yang berputar. Mengapa perputaran roda sepeda motor tersebut dapat mengantarkan pengendara berkilo-kilo meter jauhnya? Hal ini karena ketika roda berputar, maka roda menempuh sudut tertentu (θ). Jika satu putaran setara dengan sudut 360o atau 2π radian, jarak tempuh sama dengan keliling lingkaran roda (s = 2πR atau s = θR). Mudah, bukan? Untuk lebih jelasnya, mari kita kaji bersama-sama gerak melingkar yang cukup menentang ini.


Tips :

Gerak melingkar beraturan (GMB)
·         ω = tetap dan α = 0 (nol)
·         v = ωR (nilai / besar tetap tapi arah berubah)
·         as = ω2 R (nilai / besar tetap, arah tetap ke pusat lingkaran)
·         Fs = m ω2 R (nilai / besar tetap, arah tetap ke pusat lingkaran)
·         at = 0 (nol)
·         atot = as = ω2 R

Gerak Melingkar Berubah Beraturan (GMBB)
·         ω = berubah beraturan dan α = tetap
·         v = ωR (nilai / besar berubah dan arah berubah)
·         as = ω2 R (nilai / besar berubah, arah tetap ke pusat lingkaran)
    Fs = m ω2 R (nilai / besar berubah, arah tetap ke pusat lingkaran) 
    at = αR (nilai tetap)

  
    percepatan total (nilai berubah)

·         
Trick :

  • Gerak benda melingkar dalam bentuk vertikal

Jumlah gaya luar (selain gaya sentripetal) = gaya sentry petal



  • Berat semu yang dirasakan mobil atau roller coaster :

      
  •  Syarat benda tetap bergerak melingkar penuh :
 

Contoh soal :
  • Sebuah benda bermassa 2 kg diikat dengan seutas tali yang memiliki panjang 1,5 meter. Kemudian, benda tersebut diputar menurut lintasan lingkaran vertical dengan kecepatan sudut tetap. Jika g = 10 m/s2 dan pada saat benda di titik terendah tali mengalami tegangan sebesar 47 newton, kecepatan sudutnya adalah …
Penyelesaian :

Trick :benda di titik terendah ( θ = 0o )

  


  • Sebuah jembatan lengkung dengan jari-jari kelengkungan R. titik pusat kelengkungan ada di bawah jembatan itu. Gaya pada jembatan itu yang diakibatkan oleh sebuah mobil yang bergerak dengan kecepatan v dan berat w sewaktu berada di puncak jembatan itu adalah ….

Penyelesaian :

Trick :mobil berada di puncak
 
 
  • Sebuah sepeda motor membelok pada tikungan datar berbentuk busur lingkaran dengan jari-jari 10 meter. Jika koefisien gesekan antara roda dan jalan 0,25 dan g = 10 m/s2 , kecepatan motor terbesar yang diizinkan adalah … 
Penyelesaian :

Tips :jika kasar pasti ada gaya gesek, sebagai syarat ---> gaya gesek = gaya sentripetal

 




  • Dari keadaan diam benda tegar melakukan gerak rotasi dengan percepatan sudut 15 rad/s2. Titik A berada pada benda tersebut, berjarak 10 cm dari sumbu putar. Tepat setelah benda berotasi selama 0,4 sekon, A mengalami percepatan total sebesar …
Penyelesaian :

Tips :tipe gerak adalah GMBB, maka benda memiliki percepatan tangensial dan percepatan sentripetal




Tidak ada komentar:

Posting Komentar