SMK Taruna Bangsa

Bacaan Artikel Siswa SMK Taruna Bangsa Kota Bekasi

Gerak Melingkar

 Ahmad Muhtar Alghozali, S.Si    2018-10-20

Gerak Melingkar

Fisikastudycenter.com- Contoh Soal dan Pembahasan tentang Gerak Melingkar, Materi Fisika Kelas 1 (X) SMA ; percepatan sentripetal, gaya sentripetal, kecepatan sudut, hubungan roda-roda, kinematika gerak melingkar dan beberapa soal pengayaan Hukum Newton yang diterapkan pada kasus-kasus Gerak Melingkar.



 

Contoh Soal dan Pembahasan

Soal No. 1

Nyatakan dalam satuan radian :
a) 90o
b) 270oPembahasan
360o = 2π radian

a) 90o



b) 270o


Soal No. 2
Konversikan ke dalam satuan rad/s :
a) 120 rpm
b) 60 rpm
Pembahasan
1 rpm = 1 putaran per menit
1 putaran adalah 2π radian atau
1 putaran adalah 360o
1 menit adalah 60 sekon
a) 120 rpm



b) 60 rpm


Soal No. 5
Sebuah benda bermassa 1 kg berputar dengan kecepatan sudut 120 rpm. Jika jari-jari putaran benda adalah 2 meter tentukan percepatan sentripetal gerak benda tersebut !

Pembahasan
ω = 120 rpm = 4π rad/s
r = 2 meter
m = 1 kg
asp = ...?

asp = V2/r = ω2 r
asp = (4π)2 (2) = 32π2 m/s2

 

Soal No. 7
Dua buah roda berputar dihubungkan seperti gambar berikut!



Jika jari jari roda pertama adalah 20 cm, jari-jari roda kedua adalah 10 cm dan kecepatan sudut roda pertama adalah 50 rad/s, tentukan kecepatan sudut roda kedua!

Pembahasan
 
r1 = 20 cm
r2 = 10 cm
ω1 = 50 rad/s
ω2 = ...?

Dua roda dengan hubungan seperti soal diatas akan memiliki kecepatan (v) yang sama :





Soal No. 8
Dua buah roda berputar dihubungkan seperti gambar berikut!



Jika kecepatan roda pertama adalah 20 m/s jari-jari roda pertama dan kedua masing-masing 20 cm dan 10 cm, tentukan kecepatan roda kedua!

Pembahasan
Kecepatan sudut untuk hubungan dua roda seperti soal adalah sama:



Soal No. 9
Tiga buah roda berputar dihubungkan seperti gambar berikut!



nilaiketiga roda :
r1 = 20 cm
r2 = 10 cm
r3 = 5 cm
Jika kecepatan sudut roda pertama adalah 100 rad/s, tentukan kecepatan sudut roda ketiga!

Pembahasan


Soal No. 10
Sebuah partikel bergerak melingkar dengan kecepatan sudut sebesar 4 rad/s selama 5 sekon. Tentukan besar sudut yang ditempuh partikel!

Pembahasan
Soal di atas tentang Gerak Melingkar Beraturan. Untuk mencari sudut tempuh gunakan rumus :
θ = ωt
θ = (4)(5) = 20 radian.

Soal No. 11
Sebuah benda bergerak melingkar dengan percepatan sudut 2 rad/s2. Jika mula-mula benda diam, tentukan :
a) Kecepatan sudut benda setelah 5 sekon
b) Sudut tempuh setelah 5 sekon

Pembahasan


α = 2 rad/s2
ωo = 0
t = 5 sekon
Soal tentang Gerak Melingkar Berubah Beraturan

a) ωt = ωo + αt
ωt = (0) + (2)(5) = 10 rad/s

b) θ = ωot + 1/2 αt2
θ = (0)(5) + 1/2 (2)(5)2

Soal No. 12
Sebuah mobil dengan massa 2 ton bergerak dengan kecepatan 20 m/s menempuh lintasan dengan jari-jari 100 m.



Jika kecepatan gerak mobil 20 m/s tentukan gaya Normal yang dialami badan mobil saat berada di puncak lintasan!

Pembahasan
Gaya-gaya saat mobil di puncak lintasan :



Hukum Newton Gerak Melingkar :



Soal No. 13
Sebuah benda bergerak melingkar dengan jari-jari lintasan 50 cm seperti gambar berikut.

 

Jika massa benda 200 gram dan percepatan gravitasi 10 m/s2, tentukan besar tegangan tali ketika benda berada di titik titik tertinggi!

Pembahasan

Untuk benda yang bergerak melingkar berlaku




 

Uraikan gaya-gaya yang bekerja pada benda saat berada di titik tertinggi (aturan : gaya yang ke arah pusat adalah positif, gaya yang berarah menjauhi pusat adalah negatif)

Sehingga didapat persamaan :



Soal No. 14
Dari soal no. 13 tentukan tegangan tali saat benda berada pada titik terendah!

Pembahasan
Saat benda berada pada titik terendah, tegangan Tali berarah menuju pusat(+) sedang berat benda menjauhi pusat(−) sehingga persamaan menjadi:



Soal No. 15
Berdasarkan gambar berikut, tentukan kecepatan sudut roda kedua!



Pembahasan