Kelompok 41. Puji Astuti (4201412038)

2. Winda Yulia Sari (4201412094)

GERAK MELINGKAR BERATURAN• Kompetensi Inti: Memahami, menerapkan, menganalisis

pengetahuan faktual, konseptual, prosedural berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah.

• Kompetensi Dasar: Menganalisis besaran fisis pada gerak melingkar dengan laju konstan dan penerapannya dalam teknologI.

A. Besaran dalam Gerak

Melingkar

Pada subbab ini Siswa harus mampu:1. Mendefinisikan besaran-besaran Fisika dalam

gerak melingkar.2. Memformulasikan hubungan antara besaran-

besaran Fisika dalam gerak melingkar dan gerak lurus.

• Gerak yang dialami oleh jarum detik dan jarum jam tersebut disebut dengan gerak melingkar. Jadi, gerak melingkar beraturan adalah gerak titik materi menurut lintasan lingkaran yang setiap saat menempuh busur tertentu. Atau gerak dengan lintasan lingkaran dan kecepatan sudut konstan.

APAKAH PERPINDAHAN SUDUT DALAM GERAK MELINGKAR ITU?

Perpindahan pada gerak melingkar disebut

perpindahan sudut.

CARA MENGHITUNG PERPINDAHAN SUDUT :1. Menghitung sudut dalam derajat (0).2. Mengukur sudut dalam putaran; satu

putaran = 3600.3. Menggunakan radian.

Bagaimana mengukur sudut dengan radian?

Perhatikan gambar berikut ini.

Apakah Kecepatan Sudut dalam Gerak Melingkar itu?

“Bila kita menyatakan roda bergerak melingkar dengan kelajuan 10 m/s maka hal tersebut tidak bermakna, tetapi kita bisa menyatakan tepi roda bergerak dengan kelajuan 10 m/s.

Kecepatan sudut rata-rata

Kecepatan sudut rata-rata perpindahan sudut dengan selang waktu yang dibutuhkan ketika benda berputar.

Secara matematis dapat ditulis:

Bagaimana dengan kecepatan sudut sesaat?

Sesuai dengan kesepakatan ilmiah, jika ditulis kecepatan sudut maka yang dimaksud adalah kecepatan sudut sesaat. Kecepatan sudut termasuk besaran vektor. Vektor kecepatan sudut hanya memiliki dua arah, yakni searah dengan putaran jarum jam atau berlawanan dengan putaran jarum jam. Dengan demikian lambang ω dapat ditulis dengan huruf miring dan cukup memberi tanda positif atau negatif. Jika pada Gerak Lurus arah kecepatan sama dengan arah perpindahan (perpindahan linear), maka pada Gerak Melingkar, arah kecepatan sudut sama dengan arah perpindahan sudut.

Percepatan Sudut

Dalam gerak melingkar, terdapat percepatan sudut apabila ada perubahan kecepatan sudut.

Percepatan sudut rata-rata

Percepatan sudut rata-rata diperoleh dengan membandingkan perubahan kecepatan sudut dan selang waktu.

Bagaimana dengan Percepatan Sudut Sesaat?

Hubungan antara Besaran-besaran Gerak Lurus dan Gerak Melingkar

“Dalam gerak melingkar, arah kecepatan

linear dan percepatan linear selalu menyinggung lingkaran. Karenanya, dalam gerak melingkar, kecepatan linear dikenal juga sebagai kecepatan tangensial dan percepatan linear disebut juga sebagai percepatan tangensial.”

Hubungan antara Perpindahan Linear dengan Perpindahan Sudut

Perhatikanlah gambar di bawah ini.

Hubungan antara Kecepatan Linear dengan Kecepatan Sudut

Perhatikan gambar dibawah ini.

Hubungan antara Percepatan Linear dengan Percepatan Sudut

Tabel Analogi Besaran Fisis dalam Gerak Lurus dan Gerak Melingkar

B. Gerak Melingkar Beraturan

Pada subbab ini Siswa harus mampu:1. Merumuskan gerak melingkar beraturan

secara kuantitaif.2. Memberikan contoh gerak melingkar

beraturan dalam kehidupan sehari-hari.

Contoh gerak melingkar dalam kehidupan sehari-hari yang dapat

didekati dengan GMB:

1. Gerak bumi mengitari matahari2. Gerak bulan mengitari bumi3. Kincir putar

“Dapatkah Anda menyebutkan beberapa contoh lagi?”

Apakah Gerak Melingkar Beraturan itu?

Analogi dari GLB, Gerak Melingkar Beraturan

(GMB), didefinisikan sebagai gerak suatu benda

menempuh lintasan melingkar dengan kelajuan

(atau besar kecepatan) tetap.

“Dapatkah Anda mendefinisikan GMB sebagai gerak suatu benda dengan

(vektor) kecepatan tetap?”

Gambar Sebuah benda melakukan gerak melingkar beraturan dengan arah searah gerak

jam.

“GMB dapat didefinisikan sebagai

gerak suatu partikel dengan vektor

kecepatan sudut (ω) tetap.”

Kita dapat menyimpulkan bahwa dalam Gerak Melingkar Beraturan:

Percepatan tangensial:α = = sangat kecil/mendekati nol

PERCEPATAN SENTRIPETAL

PERCEPATAN SENTRIPETAL

PERCEPATAN SENTRI PETAL

PERIODE

FREKUENSI

PERSAMAAN FUNGSI GMB

GAYA SENTRIPETAL

BENDA DIPUTAR

PERCEPATAN SENTRIPETAL

HUBUNGAN BOLA-BOLA

1. P bergerak dari titik ke 2. menempuh jarak sejauh3. membentuk sudut sangat

kecil 4. dan sangat kecil dan akan

nyaris // 5. sehingga akan tegak lurus

terhadap dan 6. arah menuju kepusat

lingkaran

PERCEPATAN SENTRIPETAL

PERCEPATAN SENTRIPETAL

Rumus Percepatan Sentripetal :

PERCEPATAN SENTRIPETAL

PERCEPATAN SENTRIPETAL

=

tn f =

Jika dalam waktu t sebuah benda melakukan n kali gerak melingkar, maka besar frekwensi f dinyatakan : t

n

Keterangan :f = frekwensi (Hz)n = banyaknya gerak melinggkar t = waktu total (s)

Apakah Periode ?

Periode (T)Periode adalah lamanya waktu yang dibutuhkan oleh suatu titik materi untuk melakukan satu kali gerak melingkar.

Jika dalam waktu t sebuah benda melakukan n kali gerak melingkar, maka besar periode T dinyatakan :

n

tT = Keterangan :

T = periode (s)n = banyaknya gerak melinggkar t = waktu total (s)f = frekuensi ( Hz )

f

1T =

Kecepatan linear perbandingan antara panjang lintasan linear yang ditempuh benda dengan selang waktu tempuh.

KECEPATANAN LINIER

V T =

Selang waktu yang diperlukan benda untuk menempuh satu putaran adalah T. Besar sudut dalam satu putaran=360 (360 = 2 ) .

KECEPATANAN LINIER

V =

Kecepatan sudut perbandingan antara besar perpindahan sudut yang ditempuh dengan selang waktu tempuh, secara matematis ditulis: Kecepatansudut=

KECEPATAN SUDUT

T = 𝝎=𝟐𝝅 𝒇=

Persamaan yang menyatakan hubungan antara setiap besaran dalam GMB

Persamaan Satuan Persamaan Satuan

T =

V

Sekon (s)

Meter persekon (m/s)

Radianpersekon(rad/s)

f =

V =

Hertz (Hz)

Meterper sekon(m/s)

Meterpersekon(m/s)

=

Sekarang kita tulis kembali persamaan GMB yang telah kita turunkan diatas:

Amati bahwa pada benda tersebut bekerja gaya berat (mg )yang arahnya kebawah dan gaya tegangan tali () yang bekerja horisontal. Tegangan tali timbul karena kita memberikan gaya tarik pada tali ketika memutar benda (ingat kembali penjelasan diatas). Gaya tegangan tali ini berfungsi untuk memberikan percepatan sentripetal. Berpedoman pada koordinat bidang xy, kita tetapkan komponen horisontal sebagai sumbu x. Dengan demikian, berdasarkan hukum II Newton, kita dapat menurunkan persamaan gaya sentripetal untuk benda yang berputar horisontal: = =

Benda yang berputar horisontal

Ketika benda berada di titik A, pada benda bekerja gaya berat (mg) dan gaya tegangan tali () yang arahnya ke bawah (menuju pusat lingkaran). Kedua gaya ini memberikan percepatansentripetal pada gaya tegangan tali (’) yang arahnya keatas (menuju pusat lingkaran). Menggunakan hukum II Newton, kita dapat menurunkan persamaan gaya sentripetal untuk benda yang berputar vertikal. Terlebih dahulu kita tetapkan arah menuju ke pusat sebagai arah positif.

BENDA YANG BERPUTAR VERTIKAL

GAYA SENTRIPETAL

Gaya sentripetal adalah suatu resultan gaya yang arahnya menuju pusat lingkaran saat benda melakukan gerak melingkar.Persamaan umum gaya sentripetal :ΣFs = m.as

dimana :m = massa benda (kg)as = percepatan sentripetal (m/s2)ΣFs = resultan gaya sentripetal (N)Gaya sentripetal dapat terjadi baik pada benda yang bergerak melingkar horizontal maupun melingkar vertikal .

Pada Gerak Melingkar Beraturan, kecepatan sudut selalu tetap (baik besar maupun arahnya).

Karena selalu sama, maka kecepatan sudut sesaat sama dengan kecepatan sudut rata rata‐

Persamaan fungsi Gerak Melingkar Beraturan (GMB)

Percepatan dan Gaya Sentrifugal

Hubungan Roda- Roda

Hubungan Roda- Roda Diagram Ciri

Sepusat kecepatan sudut sama=

arah putar sama kelajuan linier tidak sama

= Menggunakan sabuk/rantai

kelajuan linier sama =

arah putar sama kecepatan sudut tidak sama

= Bersinggungan kelajuan linier sama

= arah putar berlawanan kecepatan sudut tidak sama

=

TERIMAKASIH