Tugas fisika
MAKALAH LENGKAP FISIKA
Kinematika Gerak Lurus
Oleh :
Nama :
Yossie Vira Christine
Nama Guru : Nur Haemmi
Kelas :
X.5
SMA.NEGERI 2 RAHA
2012/2013
DAFTAR ISI
1. Kata Pengantar………………….………….(1)
2. Pendahuluan………………………………..(2)
3. Kinematika Gerak Lurus…………………..(3)
A. Gerak Lurus Beraturan…………………. ..(3)
B. Gerak Lurus Berubah Beraturan………….(4)
C. Gerak Melingkar…………………………..(7)
D. Kesimpulan………………………………..(9)
E. Daftar Fustaka……………………………..(10)
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami hanturkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga saya dapat menyusun makalah ini,sebagai bahan pelajaran pendidikan ilmu pengetahuan alam(fisika) untuk menambah nilai mata pelajaran.
Motif yang mendorong penulisan makalah ini adalah untuk menambah nilai dalam mata pelajaran Ilmu Pengetahun Alam(fisika) bagi saya.
Saya menyusun makalaha iania berdasarkan kurikulum yang ada dan disesuaikan dengan perkembangan dan kemajuan ilmu pengetahuan.Isi dan tampilan makalah in saya sajikan dengan format yang ringan tetapi berkualitas.Dengan demikian makalah ini dapat diterima dan memberikan manfaat yang besar.Kritik dan saran selalu saya harapkan.
Semoga
segala usaha penulisan dalam menghimpun dan menyusun makalah yang sederhana
ini,menjadi amal jariah yang diterima oleh Tuhan YME. Dan saya harap jika
terdapat kesalahan dan kekurangan dalam penulisan ini,mohondimaklumi.
Terimakasih.
Raha, 05 Oktober 2012
Terimakasih.
Raha, 05 Oktober 2012
Penulis,
YOSSIE VIRA CHRISTINE
PENDAHULUAN
.Kata fisika berasal dari bahasa
yunani ‘’physikos’’ yang berarti ‘’alamiah’’.Fisika mempelajari bagaimana benda
bekerja dan mengupas tentang persoalaan energy dan bagaimana energy dapat
disimpan atau dipindahkan. Energy dapat diperoleh dari
cahaya,panas,suara,listrik, dan nuklir. Fisika juga mempelajari bagaimana gaya
tarik dan gaya magnet bias membuat benda lain bergerak.
Fisika mengurai
tentang atom dan molekul, terutama mengenai tenaga yang mengikat mereka menjadi
satu. Banyak teori fisika yang menjawab pertanyaan seperti : ‘’Apakah listrik
itu, seperti apakah keadaan didalam atom, dan apakah alam semesta ini
diciptakan dengan sebuah ledakan besar?’’ Untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan
tersebut perlu pembuktian melalui percobaan-percobaan.
Visi pendidikan
sains adalah mempersiapkan siswa yang melek sains dan teknologi, untuk memahami
dirinya dan lingkungan sekitar melalui pengembangan keterampilan proses, sikap
ilmiah, keterampilah berpikir, penguasaan konsep sains yang esensial, dan
kegiatan teknologi, serta upaya pengelolaan lengkungan secara bijaksana
sehingga mampu ,enumbuhkan sikap pengagungan terhadap Tuhan.
Kompetensi rumpun
sainsmengarahkan kita untuk mampu; bersikap ilmiah,menerjemahkan perilaku alam,
memahami proses pembentukkan ilmu dan melakukan inkuiri ilmiah, memanfaatkan
sains dan mengelola lingkungan secara bijaksana, serta memiliki saran/usul
untuk mengatasi dampak negative teknologi.
BAB I
KINEMATIKA GERAK LURUS
Kinematika
Dalam fisika, kinematika adalah cabang dari mekanika yang membahas gerakan benda tanpa mempersoalkan gaya penyebab gerakan. Hal terakhir ini berbeda dari dinamika atau sering disebut dengan Kinetika, yang mempersoalkan gaya yang mempengaruhi gerakan.
Karena relatif sederhana, kinematika biasanya diajarkan sebelum dinamika atau sebelum konsep mengenai gaya diperkenalkan
KINEMATIKA GERAK LURUS
Kinematika
Dalam fisika, kinematika adalah cabang dari mekanika yang membahas gerakan benda tanpa mempersoalkan gaya penyebab gerakan. Hal terakhir ini berbeda dari dinamika atau sering disebut dengan Kinetika, yang mempersoalkan gaya yang mempengaruhi gerakan.
Karena relatif sederhana, kinematika biasanya diajarkan sebelum dinamika atau sebelum konsep mengenai gaya diperkenalkan
GERAK LURUS
Gerak lurus adalah gerak suatu obyek yang lintasannya berupa garis lurus.Dapat pula jenis gerak ini disebut sebagai suatu translasi beraturan. Pada rentang waktu yang sama terjadi perpindahan yang besarnya sama.
A.GERAK LURUS BERATURAN
1) Pengertian Gerak Lurus Beraturan
Gerak lurus beraturan (GLB) adalah gerak lurus suatu
obyek, dimana dalam gerak ini kecepatannya tetap atau tanpa percepatan,
sehingga jarak yang ditempuh dalam gerak lurus beraturan adalah kelajuan kali
waktu.
Gerak lurus beraturan didefinisikan sebagai gerak suatu benda dengan kecepatan tetap.
Kecepatan tetap artinya baik besar maupun arahnya tetap.
Kecepatan tetap yaitu benda menempuh
arak yang sama untuk selang waktu yang sama. Misalnya sebuah mobil bergerak
dengan kecepatan tetap 75 km/jsm atau 1,25
km/menit, berarti setiap menit mobil itu menempuh jarak 1,25 km. Karena kecepatan benda tetap, maka kata kecepatan padagerak lurus beraturan dapat diganti dengan kata kelajuan. Dengan demikian, dapat juga kita definisikan, gerak lurusberaturan sebagai gerak suatu benda pada lintasan lurus dengan kelajuan tetap.
km/menit, berarti setiap menit mobil itu menempuh jarak 1,25 km. Karena kecepatan benda tetap, maka kata kecepatan padagerak lurus beraturan dapat diganti dengan kata kelajuan. Dengan demikian, dapat juga kita definisikan, gerak lurusberaturan sebagai gerak suatu benda pada lintasan lurus dengan kelajuan tetap.
2). Grafik perpindahan terhadap waktu pada GLB ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Tampak padagambar bahwa grafik jarak/perpindahan (s) terhadap waktu (t) berbentuk garis lurus miring keatas melalui titik asalkoordinat O (0,0). Apabila ditinjau dari kemiringan grafik, maka tan α = v
Dengan demikian jika grafik jarak terhadap waktu (s-t) dari dua benda yang bergerak beraturan
berbeda kemiringannya, maka grafik dengan sudut kemiringan besar menunjukkan kecepatan lebih besar.
3).Grafik Kecepatan Terhadap Waktu (v-t) pada GLB
Grafik kecepatan terhadap waktu pada GLB ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Tampak pada gambar bahwa grafik v-t berbentuk garis lurus mendatar.Bentuk ini menunjukkan bahwa pada GLB, kecepatan suatu benda selalu tetap untuk selang waktu kapanpun.
B.GERAK LURUS
BERUBAH BERATURAN (GLBB)
Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak
lurus suatu obyek, di mana kecepatannya berubah terhadap waktu akibat adanya
percepatan yang tetap.Akibat adanya percepatan rumus jarak yang ditempuh tidak
lagi linier melainkan kuadratik.
Gerak semu adalah gerak yang sifatnya seolah-olah
bergerak atau tidak sebenarnya (ilusi).Contoh : - Benda-benda yang ada
diluar mobil kita seolah bergerak padahal kendaraanlah yang bergerak. - Bumi
berputar pada porosnya terhadap matahari, namun sekonyong-konyong kita melihat
matahari bergerak dari timur ke barat.
2. Gerak Ganda Gerak ganda adalah gerak yang terjadi
secara bersamaan terhadap benda-benda yang ada di sekitarnya.Contoh :
Seorang bocah kecil yang kurus dan dekil melempar puntung rokok dari atas
kereta rangkaia listrik saat berjalan di atap krl tersebut. Maka terjadi gerak
puntung rokok terhadap tiga (3) benda di sekitarnya, yaitu : - Gerak
terhadap kereta krl - Gerak terhadap bocah kecil yang kurus dan dekil - Gerak
terhadap tanah / bumi
3. Gerak Lurus Gerak lurus adalah gerak pada suatu benda
melalui lintasan garis lurus.Contohnya seperti gerak rotasi bumi, gerak jatuh
buah apel, dan lain sebagainya. Gerak lurus dapat kita bagi lagi menjadi
beberapa jenis, yaitu : a. Gerak lurus beraturan (GLB) Gerak lurus
beraturan adalah gerak suatu benda yang lurus beraturan dengan kecepatan yang
tetap dan stabil. Misal : - Kereta melaju dengan kecepatan yang sama di
jalur rel yang lurus - Mobil di jalan tol dengan kecepatan tetap stabil di
dalam perjalanannya. b. Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) Gerak lurus
berubah beraturan adalah gerak suatu benda yang tidak beraturan dengan
kecepatan yang berubah-ubah dari waktu ke waktu. Misalnya : - Gerak
jatuhnya tetesan air hujan dari atap ke lantai - Mobil yang bergerak di jalan
lurus mulai dari berhenti
§ v0 = kecepatan
mula-mula (m/s)Pengertian Gerak Serta Macam & Jenis Gerak :
Semu/Relatif, Ganda dan Lurus - Belajar Online Internet Gratis Ilmu Science
Fisika
Tue, 08/08/2006 - 10:43am — godam64 A. Arti / Definsi /
Pengertian Gerak
Gerak adalah suatu perubahan tempat kedudukan pada suatu
benda dari titik keseimbangan awal.Sebuah benda dikatakan bergerak jika benda
itu berpindah kedudukan terhadap benda lainnya baik perubahan kedudukan yang
menjauhi maupun yang mendekati.
B. Jenis / Macam-Macam Gerak
1. Gerak Semu atau Relatif Gerak semu adalah gerak yang
sifatnya seolah-olah bergerak atau tidak sebenarnya (ilusi).Contoh : -
Benda-benda yang ada diluar mobil kita seolah bergerak padahal kendaraanlah
yang bergerak. - Bumi berputar pada porosnya terhadap matahari, namun
sekonyong-konyong kita melihat matahari bergerak dari timur ke barat.
2. Gerak Ganda Gerak ganda adalah gerak yang terjadi
secara bersamaan terhadap benda-benda yang ada di sekitarnya.Contoh :
Seorang bocah kecil yang kurus dan dekil melempar puntung rokok dari atas
kereta rangkaia listrik saat berjalan di atap krl tersebut. Maka terjadi gerak
puntung rokok terhadap tiga (3) benda di sekitarnya, yaitu : - Gerak
terhadap kereta krl - Gerak terhadap bocah kecil yang kurus dan dekil - Gerak
terhadap tanah / bumi
3. Gerak Lurus Gerak lurus adalah gerak pada suatu benda
melalui lintasan garis lurus.Contohnya seperti gerak rotasi bumi, gerak jatuh
buah apel, dan lain sebagainya. Gerak lurus dapat kita bagi lagi menjadi
beberapa jenis, yaitu : a. Gerak lurus beraturan (GLB) Gerak lurus
beraturan adalah gerak suatu benda yang lurus beraturan dengan kecepatan yang
tetap dan stabil. Misal : - Kereta melaju dengan kecepatan yang sama di
jalur rel yang lurus - Mobil di jalan tol dengan kecepatan tetap stabil di
dalam perjalanannya. b. Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) Gerak lurus
berubah beraturan adalah gerak suatu benda yang tidak beraturan dengan
kecepatan yang berubah-ubah dari waktu ke waktu. Misalnya : - Gerak
jatuhnya tetesan air hujan dari atap ke lantai - Mobil yang bergerak di jalan
lurus mulai dari berhenti
Suatu
benda melakukan gerak lurus berubah beraturan (GLBB) jika percepatannya selalu
konstan.Percepatan merupakan besaran vektor (besaran yang mempunyai besar dan
arah).Percepatan konstan berarti besar dan arah percepatan selalu konstan
setiap saat.Walaupun besar percepatan suatu benda selalu konstan tetapi jika
arah percepatan selalu berubah maka percepatan benda tidak konstan.Demikian
juga sebaliknya jika arah percepatan suatu benda selalu konstan tetapi besar
percepatan selalu berubah maka percepatan benda tidak konstan.
Karena arah percepatan benda selalu konstan maka benda pasti bergerak pada lintasan lurus. Arah percepatan konstan = arah kecepatan konstan = arah gerakan benda konstan = arah gerakan benda tidak berubah = benda bergerak lurus.Besar percepatan konstan bisa berarti kelajuan bertambah secara konstan atau kelajuan berkurang secara konstan. Ketika kelajuan benda berkurang secara konstan, kadang kita menyebutnya sebagai perlambatan konstan. Untuk gerakan satu dimensi (gerakan pada lintasan lurus), kata percepatan digunakan ketika arah kecepatan = arah percepatan, sedangkan kata perlambatan digunakan ketika arah kecepatan dan percepatan berlawanan.
Contoh 1 : Besar percepatan konstan (kelajuan benda bertambah secara konstan)
Misalnya mula-mula mobil diam. Setelah 1 detik, mobil bergerak dengan kelajuan 2 m/s. Setelah 2 detik mobil bergerak dengan kelajuan 4 m/s. Setelah 3 detik mobil bergerak dengan kelajuan 6 m/s. Setelah 4 detik mobil bergerak dengan kelajuan 8 m/s. Dan seterusnya… Tampak bahwa setiap detik kelajuan mobil bertambah 2 m/s. Kita bisa mengatakan bahwa mobil mengalami percepatan konstan sebesar 2 m/s per sekon = 2 m/s2.
Contoh 2 : Besar perlambatan konstan (kelajuan benda berkurang secara konstan)
Misalnya mula-mula benda bergerak dengan kelajuan 10 km/jam. Setelah 1 detik, benda bergerak dengan kelajuan 8 km/jam.Setelah 2 detik benda bergerak dengan kelajuan 6 km/jam.Setelah 3 detik benda bergerak dengan kelajuan 4 km/jam.Setelah 4 detik benda bergerak dengan kelajuan 2 km/jam.Setelah 5 detik benda berhenti.Tampak bahwa setiap detik kelajuan benda berkurang 2 km/jam.Kita bisa mengatakan bahwa benda mengalami perlambatan konstan sebesar 2 km/jam per sekon.
Perhatikan bahwa ketika dikatakan percepatan, maka yang dimaksudkan adalah percepatan sesaat.Demikian juga sebaliknya, ketika dikatakan percepatan sesaat, maka yang dimaksudkan adalah percepatan. Nah, dalam gerak lurus berubah beraturan (GLBB), percepatan benda selalu konstan setiap saat, karenanya percepatan benda sama dengan percepatan rata-ratanya. Jadi besar percepatan = besar percepatan rata-rata. Demikian juga, arah percepatan = arah percepatan rata-rata.
Dalam kehidupan sehari-hari sangat sulit ditemukan benda yang melakukan gerak lurus berubah beraturan, di mana perubahan kecepatannya terjadi secara teratur, baik ketika hendak bergerak dari keadaan diam maupun ketika hendak berhenti. walaupun demikian, banyak situasi praktis terjadi ketika percepatan konstan/tetap atau mendekati konstan, yaitu jika percepatan tidak berubah terhadap waktu atau,
Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak lurus suatu obyek, di mana kecepatannya berubah terhadap waktu akibat adanya percepatan yang tetap. Akibat adanya percepatan rumus jarak yang ditempuh tidak lagi linier melainkan kuadratik.
Dengan arti dan satuan dalam SI:
• v0 = kecepatan mula-mula (m/s)
• a = percepatan (m/s2)
• t = waktu (s)
• s = Jarak tempuh/perpindahan (m)
Karena arah percepatan benda selalu konstan maka benda pasti bergerak pada lintasan lurus. Arah percepatan konstan = arah kecepatan konstan = arah gerakan benda konstan = arah gerakan benda tidak berubah = benda bergerak lurus.Besar percepatan konstan bisa berarti kelajuan bertambah secara konstan atau kelajuan berkurang secara konstan. Ketika kelajuan benda berkurang secara konstan, kadang kita menyebutnya sebagai perlambatan konstan. Untuk gerakan satu dimensi (gerakan pada lintasan lurus), kata percepatan digunakan ketika arah kecepatan = arah percepatan, sedangkan kata perlambatan digunakan ketika arah kecepatan dan percepatan berlawanan.
Contoh 1 : Besar percepatan konstan (kelajuan benda bertambah secara konstan)
Misalnya mula-mula mobil diam. Setelah 1 detik, mobil bergerak dengan kelajuan 2 m/s. Setelah 2 detik mobil bergerak dengan kelajuan 4 m/s. Setelah 3 detik mobil bergerak dengan kelajuan 6 m/s. Setelah 4 detik mobil bergerak dengan kelajuan 8 m/s. Dan seterusnya… Tampak bahwa setiap detik kelajuan mobil bertambah 2 m/s. Kita bisa mengatakan bahwa mobil mengalami percepatan konstan sebesar 2 m/s per sekon = 2 m/s2.
Contoh 2 : Besar perlambatan konstan (kelajuan benda berkurang secara konstan)
Misalnya mula-mula benda bergerak dengan kelajuan 10 km/jam. Setelah 1 detik, benda bergerak dengan kelajuan 8 km/jam.Setelah 2 detik benda bergerak dengan kelajuan 6 km/jam.Setelah 3 detik benda bergerak dengan kelajuan 4 km/jam.Setelah 4 detik benda bergerak dengan kelajuan 2 km/jam.Setelah 5 detik benda berhenti.Tampak bahwa setiap detik kelajuan benda berkurang 2 km/jam.Kita bisa mengatakan bahwa benda mengalami perlambatan konstan sebesar 2 km/jam per sekon.
Perhatikan bahwa ketika dikatakan percepatan, maka yang dimaksudkan adalah percepatan sesaat.Demikian juga sebaliknya, ketika dikatakan percepatan sesaat, maka yang dimaksudkan adalah percepatan. Nah, dalam gerak lurus berubah beraturan (GLBB), percepatan benda selalu konstan setiap saat, karenanya percepatan benda sama dengan percepatan rata-ratanya. Jadi besar percepatan = besar percepatan rata-rata. Demikian juga, arah percepatan = arah percepatan rata-rata.
Dalam kehidupan sehari-hari sangat sulit ditemukan benda yang melakukan gerak lurus berubah beraturan, di mana perubahan kecepatannya terjadi secara teratur, baik ketika hendak bergerak dari keadaan diam maupun ketika hendak berhenti. walaupun demikian, banyak situasi praktis terjadi ketika percepatan konstan/tetap atau mendekati konstan, yaitu jika percepatan tidak berubah terhadap waktu atau,
Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak lurus suatu obyek, di mana kecepatannya berubah terhadap waktu akibat adanya percepatan yang tetap. Akibat adanya percepatan rumus jarak yang ditempuh tidak lagi linier melainkan kuadratik.
Dengan arti dan satuan dalam SI:
• v0 = kecepatan mula-mula (m/s)
• a = percepatan (m/s2)
• t = waktu (s)
• s = Jarak tempuh/perpindahan (m)
C. GERAK
MELINGKAR
Dalam bagian percepatan kita telah melihat bahwa percepatan timbul dari perubahan kecepatan.Pada contoh gerak jatuh bebas, perubahan kecepatan yang terjadi hanya menyangkut besarnya saja, sedangkan arahnya tidak.Untuk partikel yang bergerak melingkar dengan laju konstan, arah vektor kecepatan berubah terus menerus, tetapi besarnya tidak. Gerak ini disebut gerak melingkar beraturan (GMB)
Dalam gerak lurus anda mengenal
besaran perpindahan (linear) dan kecepatan (linear), keduanya termasuk besaran
vektor. Dalam gerak melingkar anda akan mengenal juga besaran yang mirip dengan
itu, yaitu perpindahan sudut dan kecepatan sudut, keduanya juga termasuk
besaran vektor.
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 :
Contoh:
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.
Pembahasan :
1. 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.
Pembahasan :
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
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 :
Contoh:
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.
Pembahasan :
1. 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.
Pembahasan :
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. KESIMPULAN
Dari isi makalah ini,saya dapat simpulkan bahwa:
Ø Gerak Lurus Beraturan (GLB) adalah Gerak suatu benda pada lintasan garis lurus dengan kelajuan tetap.
Ø Gerak Lurus Berubah Beraturan(GLBB) adalah Gerak suatu benda pada lintasan garis lurus dengan percepatan tetap.
ØGerak Melingkar adalah Gerak suatu benda yang membentuk lintasan berupa lingkaran mengelilingi suatu titik tetap.
ØGerak Melingkar Beraturan (GMB) adalah gerak melingkar dengan besar kecepatan sudut tetap.
Dari isi makalah ini,saya dapat simpulkan bahwa:
Ø Gerak Lurus Beraturan (GLB) adalah Gerak suatu benda pada lintasan garis lurus dengan kelajuan tetap.
Ø Gerak Lurus Berubah Beraturan(GLBB) adalah Gerak suatu benda pada lintasan garis lurus dengan percepatan tetap.
ØGerak Melingkar adalah Gerak suatu benda yang membentuk lintasan berupa lingkaran mengelilingi suatu titik tetap.
ØGerak Melingkar Beraturan (GMB) adalah gerak melingkar dengan besar kecepatan sudut tetap.
E. DAFTAR FUSTAKA
Ø http://sidikpurnomo.net/pembelajarafisika/gerak-melingkar
Ø http://id.wikipedia.org/wiki/Gerak_lurus
Ø http://sidikpurnomo.net/pembelajarafisika/gerak-lurus-beraturan-2
Ø http://id.wikipedia.org/wiki/Kinematika
No comments:
Post a Comment