Hukum II Newton: Hubungan Gerak Melingkar dengan Gerak Translasi | Fisika Kelas 10

Teman-teman, yuk sama-sama kita belajar mengenai Hukum II Newton! Di artikel ini kita akan membahas hubungan antara gerak melingkar dengan gerak translasi.

—

Masih ingat dengan Hukum II Newton? Benda yang diberi gaya dari luar akan memiliki percepatan. Contohnya, benda yang diberikan gaya dorong atau gaya tarik dari luar benda akan bergerak dan mempunyai percepatan. Lalu, apa hubungannya Hukum II Newton dengan gerak melingkar dan gerak translasi? Gerak yang melingkar adalah gerak benda pada lintasan melingkar. Pada kasus ini, gaya sentripetal  menyebabkan lintasan berbentuk lingkaran.

Rumus

Percepatan sentripetal dan tangensial (Sumber: hannarifani21.wordpress.com)

Persamaan percepatan pada gerak melingkar selalu berhubungan dengan jari-jarinya. Dengan demikian, gerak translasi saat dipresentasikan dari besaran-besaran cukup dikalikan dengan jari-jari lintasan. Tapi, tidak semua besaran-besaran bisa dikalikan dengan jari-jari (R) dan menghasilkan besaran linear.

Misalnya, jarak linear untuk benda yang bergerak melingkar ialah R dikalikan dengan posisi sudut. Sedangkan, kecepatan linear (v) ialah kecepatan sudut dikalikan dengan R. Begitu juga dengan percepatan sentripetal, uadrat kecepatan sudut dikalikan R.

Baca juga: Rumus Gerak Parabola beserta Contoh Soal

Nah, besar gaya sentripetal benda dituliskan dalam bentuk:

Oke, sekarang simak besaran-besarannya, yuk.

1. Kecepatan Sudut (Kecepatan Anguler)

Kecepatan sudut didefinisikan sebagai perubahan posisi sudut benda yang bergerak melingkar tiap satuan waktu. Kecepatan sudut disebut juga dengan kecepatan anguler dan disimbolkan ω.

2. Percepatan sentripetal

Percepatan ini selalu tegak lurus terhadap kecepatan yang menyinggung lingkaran. Arah percepatan selalu menuju ke arah pusat lingkaran. Percepatan sentripetal berfungsi untuk mengubah arah kecepatan.

3. Gaya Sentripetal (Fs)

Gaya yang menyebabkan timbulnya percepatan sentripetal. Arah sentripetal selalu menuju ke pusat lingkaran.

4. Periode

Periode (T) adalah waktu yang diperlukan untuk melakukan satu putaran gerakan melingkar.

T = t/n

T adalah simbol dari waktu putaran gerak benda dan n adalah simbol dari banyaknya putaran benda selama bergerak melingkar.

5. Frekuensi

Banyaknya putaran yang dilakukan dalam waktu satu sekon disebut dengan frekuensi (f).

Contoh soal

Sebuah benda diikatkan pada sebuah tambang kemudian digerakan memutar. Berapa besar gaya yang harus diberikan pada benda dengan massa 2 kg, dan kecepatan putar benda sebesar 40 m/s dengan panjang tambang 1 m?

Jawab:

Besar gaya sentripetal benda adalah 3200 newton.

Drum mesin cuci berputar sebanyak 2400 putaran dalam waktu 1 menit. Jika mesin cuci dapat menampung 6 kg pakaian kotor di dalam drum mesin cuci. Maka berapa besar gaya sentripetal yang dihasilkan mesin cuci tersebut? (jari-jari mesin cuci 50 cm)

Jawab :

Hitung dahulu kecepatan sudut (ω) :

ω = (2400 x 2π) : 60 = 80 π rad/s

Maka :

v = ω.R = 80 π . 0,5 = 40π m/s

Oke, sekarang kamu sudah memahami Hukum II Newton, kan? Supaya lebih memahami Hukum Newton lainnya, kamu bisa tonton video pembelajarannya lengkap di ruangbelajar!