Aplikasi gerak lingkar dalam kehidupan sehari hari

BAB I

PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Gerak adalah perubahan posisi suatu benda terhadap titik acuan. Titik acuan sendiri didefinisikan sebagai titik awal atau titik tempat pengamat. Gerak bersifat relatif artinya gerak suatu benda sangat bergantung pada titik acuannya. Benda yang bergerak dapat dikatakan tidak bergerak, sebgai contoh meja yang ada dibumi pasti dikatakan tidak bergerak oleh manusia yang ada dibumi. Tetapi bila matahari yang melihat maka meja tersebut bergerak bersama bumi mengelilingi matahari.

Dalam kehidupan sehari-hari kita sering menemui benda-benda yang bergerak melingkar beraturan. Salah satu contoh benda yang bergerak melingkar beraturan adalah jarum detik, jarum menit dan jarum jam pada jam analog. Jarum detik selalu menempuh sudut 360^o selama 60 sekon (satu menit) atau menempuh sudut 6^o selama satu sekon. Jarum menit selalu menempuh sudut 360^o selama 60 menit (satu jam) atau menempuh sudut 6^o selama satu menit. Jarum jam juga selalu menempuh sudut 360^o selama 24 jam (satu hari). Jika suatu benda bergerak melingkar secara teratur seperti jarum detik, jarum menit atau jarum jam maka benda-benda tersebut dikatakan melakukan gerak melingkar beraturan.

B. RUMUSAN MASALAH

1. Apa itu gerak melingkar?

2. Bagaimana jenis gerak melingkar?

3. Bagaimana aplikasi gerak melingkar dalam kehidupan sehari-hari?

BAB II

PEMBAHASAN

A. PENGERTIAN GERAK MELINGKAR

Gerak melingkar adalah gerak benda yang lintasannya berbentuk lingkaran. Gerak ini dapat kita asumsikan sebagai gerak berputar atau gerak rotasi suatu benda. Agar suatu benda dapat bergerak melingkar ia membutuhkan adanya gaya yang selalu membelokkan-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 lingkaran.

B. BESARAN GERAK MELINGKAR

Besaran-besaran yang mendeskripsikan suatu gerak melingkar adalah $\theta\!$ , $\omega\!$ dan $\alpha\!$ 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 $r\!$ , $v\!$ dan $a\!$ .

Gerak lurus		Gerak melingkar
Besaran	Satuan (SI)	Besaran	Satuan (SI)
poisisi $r\!$	m	sudut $\theta\!$	rad
kecepatan $v\!$	m/s	kecepatan sudut $\omega\!$	rad/s
percepatan $a\!$	m/s²	percepatan sudut $\alpha\!$	rad/s²
-	-	perioda $T\!$	s
-	-	radius $R\!$	m

C. JENIS GERAK MELINGKAR

Gerak melingkar dapat dibedakan menjadi dua jenis, atas keseragaman kecepatan sudutnya $\omega\!$ , yaitu:

1. gerak melingkar beraturan, dan

2. gerak melingkar berubah beraturan.

Gerak Melingkar Beraturan

Gerak Melingkar Beraturan (GMB) adalah gerak melingkar dengan besar kecepatan sudut $\omega\!$ tetap. Besar Kecepatan sudut diperolah dengan membagi kecepatan tangensial $v_T\!$ dengan jari-jari lintasan $R\!$

$\omega = \frac {v_T} R$

Arah kecepatan linier $v\!$ dalam GMB selalu menyinggung lintasan, yang berarti arahnya sama dengan arah kecepatan tangensial $v_T\!$ . Tetapnya nilai kecepatan $v_T\!$ akibat konsekuensi dar tetapnya nilai $\omega\!$ . Selain itu terdapat pula percepatan radial $a_R\!$ yang besarnya tetap dengan arah yang berubah. Percepatan ini disebut sebagai percepatan sentripetal, di mana arahnya selalu menunjuk ke pusat lingkaran.

$a_R = \frac {v^2} R = \frac {v_T^2} R$

Bila $T\!$ adalah waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan satu putaran penuh dalam lintasan lingkaran $\theta = 2\pi R\!$ , maka dapat pula dituliskan

$v_T = \frac {2\pi R} T \!$

Kinematika gerak melingkar beraturan adalah

$\theta(t) = \theta_0 + \omega\ t$

dengan $\theta(t)\!$ adalah sudut yang dilalui pada suatu saat $t\!$ , $\theta_0\!$ adalah sudut mula-mula dan $\omega\!$ adalah kecepatan sudut (yang tetap nilainya).

Gerak Melingkar Berubah Beraturan

Gerak Melingkar Berubah Beraturan (GMBB) adalah gerak melingkar dengan percepatan sudut $\alpha\!$ tetap. Dalam gerak ini terdapat percepatan tangensial $a_T\!$ (yang dalam hal ini sama dengan percepatan linier) yang menyinggung lintasan lingkaran (berhimpit dengan arah kecepatan tangensial $v_T\!$ ).

$\alpha = \frac {a_T} R$

Kinematika GMBB adalah

$\omega(t) = \omega_0 + \alpha\ t \!$

$\theta(t) = \theta_0 + \omega_0\ t + \frac12 \alpha\ t^2 \!$

$\omega^2(t) = \omega_0^2 + 2 \alpha\ (\theta(t) - \theta_0) \!$

dengan $\alpha\!$ adalah percepatan sudut yang bernilai tetap dan $\omega_0\!$ adalah kecepatan sudut mula-mula.

D. APLIKASI GERAK MELINGKAR DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI

1. Hubungan roda-roda

a. Dua Roda dengan Poros yang Sama

Pada kasus ini dua roda berbeda ukuran berada pada satu poros yang sama. Akibatnya kedua roda mempunyai kecepatan sudut yang sama dengan arah yang sama. Karena panjang jari-jari roda berbeda, ada yang besar ada yang kecil maka kecepatan liniernya berbeda. Semakin besar ukuran (jari-jari) roda makan akan semakin besar kecepatan liniernya. Rumus persamaannya

Kecepatan Sudut Roda A = Kecepatan Sudut Roda B
ω_A= ω_B

b. Dua Roda dihubungkan Satu Rantai

Ketika dua roda kita hubungkan dengan sebuah rantai, maka kedua roda tersebut akan memiliki kecepatan linier yang sama (sama dengan kecepatan gerak rantai). Tidak hanya besar kecepatan liniernya yang sama tapi juga arah dari gerakan roda. Dalam hubungan roda ini yang berbeda adalah kecepatan sudutnya.

Kecepatan Linier Roda A = Kecepatan Linier Roda B

V_a = V_b

c. Roda Saling Bersinggungan

Pada kasus ini roda saling bersinggungan satu sama lain. Sistem hubungan roda ini mirip dengan poin dua tetapi yang membedakannya adalah arah kecepatan liniernya yang berbeda. Jadi kecepatan linier sama tapi berbeda arah dan kecepatan sudutnya berbeda.

Kecepatan Linier Roda A = Kecepatan Linier Roda B

V_a = V_b

Dalam kehidupan sehari-hari saja banyak yang bisa kita jadikan contoh. Berikut ini adalah beberapa di antaranya.

1. Komidi Putar

http://komidiputar16.files.wordpress.com/2011/02/komediputarmerah4.jpg

Kuda pada komidi putar akan berputar mengelilingi pusat putaran yakni tiang komidi putar. Kuda-kuda akan bergerak berputar dalam waktu tertentu dengan frekuensi tertentu pula.

2. Gerak revolusi bulan terhadap bumi

https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEh1-8kGMDBywLF_iwGOZe948ZG8TNNtSo3-PK6veBz4g9QAxAmtagp_d5TKBsUZo7FuCECJJTZMTI5vbuBW65GHPxsFdafL1ffmnmic8Sxq8cE5cERpdTOykTT_e_k5VYBmVImmTX9CHCFD/s1600/Moon-Phase.jpg

Pada contoh ini, bumi adalah sumbu pusat putaran. Bulan akan berputar mengelilingi matahari dengan lintasan melingkar. Perputaran bulan terhadap bumi dalam ilmu falaq atau ilmu astronomi. Hal ini dapat menyebabkan pergantian bulan dalam tahun qamariah.

3. Jarum jam

http://enhilmy.files.wordpress.com/2011/05/490497_pga_promo-gp05.jpg

Ketiga jarum jam juga termasuk dalam salah satu contoh gerak melingkar. Ketiga jarumnya akan berputar dengan kecepatan yang berbeda karena masing-masing jarum jam menunjukkan waktu yang berbeda (detik, menit dan jam). Poros jarum jam yang berperan sebagai pusat lingkaran sementara jarum jam akan berputar beraturan sesuai dengan fungsi waktu masing-masing jarum.

4. Ban motor

https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEi7mIIrtk2E_MDh3CIRS7gptHlvK_YMzkSZrOAwoXARc-akSyPThLrW79V8Ig27N00iMS4SMf0vWPO20_PL_XZYrX5E_C4rFEXS_mKsgZM4sj9ZuhLXgWuqVSL5xDWR3WeGWPmAZPkzA24/s1600/sport-touring-motor.jpg

Ban motor tentu saja selalu berputar ketika morot dijalankan. Ban motor akan melakukan gerak melingkar terhadap poros ban. Tak terhitung berapa frekuensi putaran yang dihasilkan ban motor selama melakukan perjalanan. Kecepatannya akan berubah sesuai dengan keinginan pengendara dengan menggunakan bantuan rem dan gas.

5. Kipas angin

http://gambarid.asameo.com/wp-content/uploads/image-00194-1-product.jpg

Kipas angin merupakan suatu benda yang tentunya sudah tidak asing lagi bagi kita. Kipas angin merupakan benda yang sering kita gunakan di kehidupan sehari-hari. Apalagi saat kita kepanasan dan membutuhkan angin atau udara penyegar. Dalam sebuah kipas angin terdapat sistem hubungan roda-roda “sepusat”, terutama pada baling-balingnya karena arah putarannya searah.

6. Rollcoaster

http://www.euclidlibrary.org/images/default-album/rollercoaster2.jpg?sfvrsn=0

Rollcoaster merupakan suatu wahana permainan yang dapat kita jumpai di suatu tempat berkumpulnya wahana permainan atau suatu tempat untuk berekreasi. Dalam rollcoaster terdapat hubungan roda-roda saling bersinggungan, arah putarannya berlawanan.

7. Katrol

https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjiSFWCpS59rGfKlqp6ijVEKjdvZ-AajidTAmWwHpzLwPjVz-szKHQEpDDDIqvxXrWAeLuYmbjRJrPqpTxc5nmUwZWAl-T4ryLniiF1YpEqrp0cXoL6IYQZ8rODo_YsEyoDdxbz4ppjqOA5/s1600/p-47.jpg

Katrol, merupakan suatu alat yang di gunakan untuk memudahkan kita dalam melakukan suatu pekerjaan yang berat agar menjadi lebih ringan, misalnya pada saat kita mengambil air di dalam sumur, pada saat kita mengerek bendera, dan lain-lain. Dalam katrol, terdapat suatu sistem hubungan roda-roda yang dihubungkan dengan sabuk. Karena dalam sebuah katrol, terdapat sebuah sabuk yang melilit pada katrol tersebut, yang memudahkan kita dan meringankan pekerjaan kita. Arah putarannya searah.

BAB III

PENUTUP

A. KESIMPULAN

B. SARAN

Penulis menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari sempurna. Maka penulis mohon kritik dan saran guna perbaikan untuk masa yang akan datang.

DAFTAR PUSTAKA

http://duniafisikasma.wordpress.com/2010/11/27/gerak-melingkar/

http://sofyanmohammed.wordpress.com/2011/11/08/gerak-melingkar/

http://bubudi4bhe.wordpress.com/gerak-melingkar/

Malikghaisan

Aplikasi gerak lingkar dalam kehidupan sehari hari

Gerak Melingkar Berubah Beraturan

b. Dua Roda dihubungkan Satu Rantai

c. Roda Saling Bersinggungan

Post a Comment for "Aplikasi gerak lingkar dalam kehidupan sehari hari"

Menu Halaman Statis