Alam dan kehidupan sehari-hari penuh dengan contoh-contoh gerak melingkar beraturan (GMB). GMB terjadi karena gaya sentripetal, gaya yang menunjuk ke pusat lingkaran. Secara matematis, sebuah objek dalam gerakan melingkar beraturan memiliki gaya total menuju pusat lingkaran, vektor percepatan menuju pusat lingkaran, dan kecepatan garis singgung ke lingkaran.
Pengertian Gerak Melingkar Beraturan (GMB)
Gerak melingkar beraturan adalah gerak melingkar dengan kecepatan konstan. Jadi gerakan jenis ini terlihat jika suatu objek bergerak dengan kecepatan konstan di sekitar sumbu tetap atau titik tengah, dan objek bergerak di sekitar jalur lengkung dan mempertahankan jarak radial konstan dari titik pusat pada waktu tertentu serta bergerak dalam garis singgung ke jalur melengkung.
Pada GMB, lintasan berbentuk lingkaran. (Jelas dong ya, namanya saja gerak melingkar. Hehehee). Gerak melingkar beraturan dapat digambarkan sebagai gerak suatu benda dalam lingkaran dengan kecepatan konstan. Saat sebuah objek bergerak dalam lingkaran, ia terus-menerus mengubah arahnya. Bagaimanapun, objek bergerak bersinggungan dengan lingkaran.
Karena arah vektor kecepatan sama dengan arah gerak objek, vektor kecepatan diarahkan bersinggungan dengan lingkaran juga. Objek yang bergerak dalam lingkaran semakin cepat. Objek yang dipercepat adalah objek yang mengubah kecepatannya, baik kecepatan (misal besarnya vektor kecepatan) atau arahnya.
Meskipun objek yang mengalami gerakan melingkar beraturan bergerak dengan kecepatan konstan, itu dapat dipercepat karena adanya perubahan arah, yakni arah percepatan ke dalam. Karakteristik gerak terakhir untuk objek yang mengalami gerakan melingkar beraturan adalah gaya total. Gaya total yang bekerja pada objek semacam itu diarahkan ke pusat lingkaran.
Gaya total dikatakan sebagai gaya dalam atau sentripetal. Tanpa kekuatan batin seperti itu, sebuah objek akan terus dalam garis lurus, tidak pernah menyimpang dari arahnya. Namun, dengan gaya jaring ke dalam diarahkan tegak lurus ke vektor kecepatan, objek selalu berubah arah dan mengalami percepatan ke arah dalam.
Dalam GMB, Kamu dapat mengamati dua hal:
Kecepatan konstan. Ini melacak lingkaran dengan pusat tetap.
Di setiap titik gerakannya, objek berubah arah. Oleh karena itu, dapat dikatakan bahwa untuk tetap berada di jalur melingkar, objek harus berubah arah terus menerus.
Dari poin kedua, dapat diperoleh hasil penting berikut:
Hukum gerak pertama Newton menginformasikan bahwa tidak mungkin ada percepatan tanpa gaya total. Jadi pasti ada kekuatan yang terkait dengan gerakan memutar. Dengan kata lain, agar gerakan melingkar terjadi, gaya total harus bekerja pada objek. Perubahan arah adalah hasil dari gaya sentripetal.
Misalnya, selama bola melekat pada tali, itu akan terus mengikuti jalur melingkar. Saat tali putus atau Kamu melepaskan tali, gaya sentripetal berhenti beraksi dan bola terbang menjauh. Untuk lebih mudah dalam memahami gerak melingkar beraturan, pahami kalimat berikut: Pada GMB, arah kecepatan adalah sepanjang garis singgung yang ditarik ke posisi partikel pada keliling lingkaran.
Oleh karena itu, arah kecepatan berubah terus menerus, namun besarnya kecepatan konstan. Oleh karena itu, besarnya kecepatan sudut adalah konstan.
Ciri Gerak Melingkar Beraturan (GMB)
Kecepatan sudut konstan (ω = cst).
Vektor kecepatan bersinggungan dengan lintasan di setiap titik dan arahnya sama dengan arah gerak. Ini berarti bahwa geraknya memiliki akselerasi normal.
Keduanya, percepatan sudut (α) dan percepatan tangensial (at) adalah nol, karena kecepatan (besarnya vektor kecepatan) konstan.
Ada periode (T), yaitu waktu yang dibutuhkan tubuh dalam menyelesaikan rotasi penuh. Ini berarti bahwa karakteristik gerakan adalah sama setiap detik T. Ekspresi untuk perhitungan periode adalah T = 2π / ω dan itu hanya berlaku dalam kasus gerak melingkar beraturan (GMB).
Ada frekuensi (f), yang merupakan jumlah rotasi lengkap per detik yang diberikan tubuh. Nilainya adalah kebalikan dari periode.
Jenis
1. Periode (T)
Periode (T) adalah waktu yang dibutuhkan objek untuk menyelesaikan satu revolusi. Ini dilambangkan dengan ‘T’.
2. Frekuensi (f)
Jumlah putaran yang diselesaikan objek dalam satu detik disebut frekuensi revolusi. Frekuensi ditunjukkan dengan f dan f = 1 / T. Satuan frekuensi adalah Hertz (Hz). Satu Hz berarti satu revolusi per detik.
3. Gaya sentripetal
Benda yang bergerak dalam lingkaran mengubah arahnya secara terus menerus. Karena itu, dapat dikatakan bahwa gerakan melingkar adalah gerakan yang dipercepat. Dari hukum Newton, semua tahu bahwa tubuh hanya dapat berakselerasi ketika ditindaklanjuti oleh suatu kekuatan.
Dalam kasus gerakan melingkar, gaya ini adalah gaya sentripetal. Jika ‘m ‘adalah massa tubuh, maka gaya sentripetal yang diberikan oleh F = mv2 / r; di mana ‘r’ adalah jari-jari orbit melingkar.
4. Kecepatan sudut
Kamu juga bisa mendapatkan gagasan tentang seberapa cepat suatu objek bergerak dalam lingkaran jika Kamu tahu seberapa cepat garis yang menghubungkan objek ke pusat lingkaran berputar. Ini dapat diukur dengan mengukur laju perubahan sudut di tengah. Kuantitas ini adalah ω dan ω = Perubahan sudut per satuan waktu. Karenanya, ω adalah Kecepatan Sudut.
Unit SI adalah radian / s atau rad / s. Untuk satu putaran, perubahan sudut adalah 2π dan waktu yang diambil adalah ‘T’, oleh karena itu dapat ditulis dengan:
ω = 2π / T = 2πν
Biasanya diukur dalam r.p.m atau rotasi per menit. ω = 1 r.p.m, jika sebuah tubuh menyelesaikan satu rotasi per menit. Kamu juga dapat mengonversi r.p.m ke radian per detik seperti saya r.p.m. = 2π / 60s = π / 30 rad / s
Rumus
Ketika suatu benda mengalami gerakan melingkar yang beraturan, ia bergerak dalam lintasan melingkar dengan kecepatan konstan. Jika r adalah jari-jari lintasan, dan periode didefinisikan dengan T, dan v adalah keliling. Sebagai waktu yang diperlukan untuk membuat lingkaran penuh, maka kecepatan diberikan oleh keliling selama periode tersebut.
Persamaan yang sama menghubungkan besarnya percepatan dengan kecepatan adalah:
v = 2 π r / T
a = 2 π v / T
Dua persamaan ini dapat digabungkan untuk memberikan persamaan:
Ini dikenal sebagai percepatan sentripetal, ν²⁄ r adalah bentuk khusus dari percepatan saat Kamu berhadapan dengan benda yang mengalami gerakan melingkar beraturan.
Contoh Gerak Melingkar Beraturan (GMB)
Gerak bumi mengelilingi matahari.
Revolusi elektron di sekitar inti atom.
Pekikan mobil saat melewati tikungan.
Roda kendaraan apa pun bergerak di sepanjang jalur melingkar.
Pompa air di taman yang mengalirkan air dengan gerakan memutar.
Kecepatan suatu benda dalam gerak melingkar beraturan adalah konstan karena bagaimanapun juga itulah yang membuatnya beraturan. Namun kecepatannya selalu berubah. Satelit atau mobil atau burung yang bergerak dalam gerakan melingkar terus berubah arah, sehingga kecepatannya terus berubah. Ini menunjukkan mengapa suatu objek dapat memiliki percepatan bahkan pada kecepatan konstan.
REKOMENDASI
Topologi Jaringan Komputer: Pengertian, Jenis, Beserta… Topologi Jaringan Komputer adalah metode/cara yang digunakan untuk menghubungkan satu komputer ke komputer lainnya itulah pengertian sederhananya. Struktur atau jaringan yang digunakan untuk menghubungkan satu komputer dengan komputer lainnya bisa…
MATERI SENAM LANTAI : Pengertian, Tujuan Dan Manfaatnya Materi Senam lantai - tahukah anda apa itu senam lantai? Jika belum, maka tepat sekali anda berada di artikel kali ini. Yang mana akan kita bahas dan jelaskan pengertian senam…
Lempar Cakram Lempar cakram adalah salah satu olahraga tertua di dunia, setidaknya berasal dari abad ke delapan sebelum masehi (SM). Lempar cakram adalah bagian dari Pertandingan modern pertama pada tahun 1896. [su_heading…
Relasi dan Fungsi: Pengertian, Contoh Soal dan Pembahasannya Relasi dan Fungsi - Untuk beberapa siswa, pelajaran matematika sering kali dianggap suatu pelajaran yang menakutkan. Padahal sebenarnya jika kita menyukai mata pelajaran tersebut, semuanya akan terasa begitu menyenangkan dan…
Hukum Pascal Banyak yang mengatakan bahwa belajar fisika itu susah dan malah membuat pusing, hehe. Namun, tidak sedikit orang yang justru menyukai pelajaran fisika. Mungkin kamu adalah salah satu yang gemar mempelajari…
Pengertian Transportasi Selama ini Anda pasti tahu tentang transportasi, tetapi kesulitan untuk mendefinsikannya. Padahal, alat tersebut selama ini selalu bersinggungan dengan Anda, bahkan dalam kehidupan sehari-hari. Maka dari itu, adanya artikel ini…
Besaran dan Satuan Fisika Fisika itu seperti halnya ilmu lain, melakukan pengamatan dan mengajukan pertanyaan mendasar. Misalnya, seberapa besar objek? Berapa massa yang dimilikinya? Seberapa jauh perjalanannya? Untuk menjawab pertanyaan ini, para ilmuwan fisika…
Pembahasan Persamaan Trigonometri serta Contoh Soalnya Persamaan trigonometri adalah jenis persamaan yang memuat fungsi trigonometri pada sudut yang nilainya belum diketahui. Kalau kamu sudah pernah mempelajari tentang persamaan kuadrat atau persamaan linear, sebetulnya, persamaan trigonometri tidak…
Teori Konsentris, Sektoral, & Inti Ganda Pernahkah Kamu bertanya-tanya mengapa bank atau pusat perbelanjaan di kota Kamu berada di tempat itu? Atau bagaimana kawasan industri bisa dibangun di lokasi tersebut? Ada alasan mengapa bangunan-bangunan tersebut dibangun…
Teknik Perspektif: Pengertian, Fungsi, Jenis, Contoh Gambar Satu lagi teknik menggambar yang menarik untuk dikulik, yakni teknik perspektif. Rasanya belum cukup jika kita hanya belajar apa itu teknik arsir, pointilis, dussel dan lainnya. Pembahasan mengenai teknik perspektif…
Faktor yang Mempengaruhi Kebugaran Jasmani Beserta… Faktor yang mempengaruhi kebugaran jasmani - Siapa yang tak ingin punya badan sehat dan kuat? Apalagi jika punya bentuk tubuh yang ideal bak model. Tapi tujuan olahraga bukan hanya untuk…
Penginderaan Jauh: Pengertian, Manfaat, Prinsip, Komponen,… Apakah sebelumnya Kamu pernah mendengar tentang penginderaan jauh? Bukan hubungan jarak jauh ya, hehe. Istilah teknis ini pertama kali digunakan di Amerika Serikat pada 1960-an, dan mencakup fotogrametri, interpretasi foto,…
Fluida Statis Bagi kamu yang gemar belajar fisika atau memang mendapatkan mata pelajaran fisika, kamu harus tahu apa itu fluida. Tidak lengkap rasanya jika mempelajari ilmu fisika tanpa mengetahui tentang fluida. Fluida…
Arus Bolak-balik Dalam dunia kelistrikan, terdapat salah satu arus yang banyak digunakan untuk berbagai kebutuhan. Arus listrik tersebut dikenal dengan arus bolak-balik atau arus AC. Arus AC merupakan pergerakan muatan listrik yang…
Momentum dan Impuls Momentum dan impuls akan dibahas dalam pembahasan kali ini. Adanya momentum serta impuls yang terjadi diakibatkan oleh karena sifat kelembaman. Kelembaman yang dimaksud yaitu sebuah sifat yang dapat mempertahankan keadaan…
Hukum Newton 1 2 3 – Pengertian, Bunyi, Rumus, Contoh Hampir semua siswa pasti pernah mendengar mengenai Hukum Newton. Namun, tahukah kamu bahwa hukum tersebut ada tiga jenis yang memiliki bunyi dan rumus berbeda yaitu Hukum Newton 1 2 3.…
Seni Rupa Kontemporer: Pengertian, Sejarah, Ciri, Macam dan… Ketika berbicara tentang seni rupa kontemporer, mungkin kaum-kaum milenal akan sulit membedakan seni rupa jenis ini dengan seni rupa tradisional. Jangankan untuk kaum-kaum milenial, orang yang memang bukan seniman terkadang…
Apa itu DRAMA? Berikut adalah Pengertian Drama Menurut Para… Apa itu drama? Berikut adalah pengertian drama menurut para ahli yang akan membuat kamu paham tentang apa yang dimaksud dengan drama, Yang mana banyak arti drama yang dipadukan dengan berbagai…
Yuk Belajar Tentang Materi Vektor Matematika Secara Cepat… Pengertian Vektor matematika adalah suatu besaran dengan arah, vektor tersebut digambarkan dengan panah yang arahnya menunjukkan ke arah vektor dan panjang garisnya merupakan besar vektor. Jika sebuah vektor dimulai dari…
Hukum Gravitasi Newton dalam Ilmu Fisika Salah satu bahasan dalam ilmu fisika yang sangat wajib untuk Kamu pelajari adalah bahasan hukum gravitasi newton dalam ilmu fisika. Karena rumus tersebut dapat menjadi sebuah rumus yang terdapat pada…
Integral Idenfinite Integral/Antiderivatif atau yang lebih akrab disebut integral tak tentu adalah sebuah bentuk operasi integral dalam suatu fungsi, dan bisa menghasilkan fungsi baru. Dalam konsep ini, fungsi utama belum memiliki…
Teknik Arsir : Pengertian, Fungsi, Macam, Alat, Cara, Contoh Teknik menggambar arsir lebih menekankan pada kekuatan garis (stoke), yang mana teknik arsir dilakukan dengan cara menggoreskan alat tulis secara berulang-ulang hingga membentuk sebuah gambar yang luar biasa. Namun, tahukah…
Mengenal Macam-Macam Bangun Datar dan Rumusnya Seperti yang dijelaskan dalam wikipedia Indonesia, bangun datar adalah sebuah sebutan untuk semua bidang datar bentuk dua dimensi. Bangun datar memiliki beragam bentuk, seperti segitiga, persegi, lingkaran, layang-layang, persegi panjang,…
Cermin Cekung Cermin cekung juga disebut sebagai cermin konvergen memiliki permukaan yang menonjol ke dalam, yaitu menjauh dari cahaya yang datang. Disebut cermin konvergen karena saat cahaya jatuh di cermin, cermin itu…
Prinsip Seni Rupa 2 Dimensi dan 3 Dimensi Beserta… Elemen dan prinsip seni rupa adalah dasar dari yang digunakan oleh manusia untuk menciptakan sebuah karya. Elemen-elemen seni rupa adalah alat visual yang digunakan seniman untuk membuat komposisi. Prinsip-prinsip tersebut…
Mobilitas Sosial : Pengertian, Jenis, Karakteristik, Faktor,… Mobilitas Sosial - Dalam kehidupan masyarakat Indonesia terdapat hierarki sosial, dengan adanya hierarki sosial itu diumpamakan sebagai tangga. Ada beberapa individu yang tersebar pada tingkatan tangga tersebut, yang menyebar di…
Seni Teater: Pengertian, Fungsi, Unsur, Jenis, dan Contohnya Pernahkah kamu melihat suatu pertunjukkan teater? Seni teater adalah seni yang bisa menjadi alternatif hiburan untuk kamu yang bosan dengan aktivitas sehari-hari. Tahukah kamu apa itu kesenian teater? Mungkin selama…
Otot Lurik Otot lurik seringkali disebut sebagai otot rangka. Menjadi jenis otot yang menempel di bagian rangka tubuh dengan fungsi sebagai pergerakan. Salah satu alasan mengapa otot ini disebut sebagai lurik karena…
Jelaskan Perbedaan Antara Jalan dan Lari? Perbedaan Jalan dan Lari - Dalam kehidupan sehari-hari, Kamu pasti sudah jelas bisa membedakan orang yang sedang berlari atau berjalan. Tapi dalam dunia atletik, ada perbedaan jalan dan lari yang…
Gaya Lorentz Berbicara tentang ilmu fisika pasti tidak asing dengan istilah gaya bukan? Yap, Gaya mempunyai jenis yang beragam, salah satunya gaya Lorentz. Penamaan gaya tersebut biasanya diambil dari nama belakang penemu…