FISIKA Y10 SENIN, 21 MARET 2022

2.4 Kecepatan Sudut (Kecepatan Anguler)

Dalam selang waktu ∆𝜃, benda telah menempuh lintasan sepanjang busur AB, dan sudut sebesar ∆𝜃. Oleh karena itu, kecepatan sudut merupakan besar sudut yang ditempuh tiap satu satuan waktu. Satuan kecepatan sudut adalah rad/s. Selain itu, satuan lain yang sering digunakan untuk menentukan kecepatan pada sebuah mesin adalah rpm, singkatan dari rotation per minutes (rotasi per menit).

𝜔 = 2𝜋

𝑇 → 𝜔 = 2𝜋𝑓 Keterangan :

𝜔 : Kecepatan sudut (rad/s) 2𝜋 : Satu putaran lingkaran 𝑣 : Kecepatan linear (m/s) 𝑇 : Perioda (sekon)

𝑓 : frekuensi (Hertz atau Hz) Hubungan kecepatan linear dengan kecepatan sudut :

𝑣 = 2𝜋𝑟

𝑇 𝑑𝑎𝑛 𝜔 = 2𝜋

𝑇 𝑣 = 𝜔 𝑟

Contoh Soal

Sebuah balok kecil berada di tepi meja putar yang berjari-jari 0,4 m. Mula-mula meja berputar dengan kecepatan sudut 20 rad/s. Karena mengalami percepatan maka kecepatan sudutnya berubah menjadi 50 rad/s setelah bergerak selama 15 s. Berapakah kecepatan linear awal dan akhir balok tersebut?

Penyelesaian:

Diketahui:

R = 0,4 m ω0 = 20 rad/s

v = ω × R v = 50 × 0,4 v = 20 m/s ω = 50 rad/s

t = 15 s.

Ditanya: kecepatan linear awal (v0) dan kecepatan linear akhir (v) v0 = ω0 × R

v0 = 20 × 0,4 v0 = 8 m/s

LATIHAN SOAL

Jawablah pertanyaan dibawah ini dengan tepat!

1. Diketahui sebuah benda bergerak melingkar beraturan dengan jari-jari 1,0 m. jika periode benda adalah 0,5 s maka kecepatan sudut benda itu adalah …

2. Diketahui periode benda yang bergerak melingkar beraturan adalah 0,5 s. jika jari- jari putaran 0,6 m, maka kecepatan linear benda adalah …

FISIKA Y10 SENIN, 21 MARET 2022

SELASA, 22 MARET 2022

Jawablah pertanyaan dibawah ini dengan tepat!

1. Sebuah kipas angin berjari-jari 10 cm berputar dengan frekuensi 16 Hz. Kecepatan sudut kipas angin adalah …

2. Sebuah benda bergerak melingkar dengan kecepatan sudut 50π rad/s. frekuensi putaran gerak benda adalah …

3. Diketahui sebuah roda berputar dengan kecepatan sudut 10 rad/s. Jika jari-jari

roda 0,5 m maka kecepatan linear roda adalah …

2.5

Percepatan Sudut (𝜶)

Benda yang bergerak melingkar memiliki kecepatan sudut 𝜔, apabila kecepatan sudut semakin semakin besar maka benda akan mengalami percepatan sudut (𝛼). Sehingga percepatan sudut didefenisikan sebagai perubahan kecepatan sudut tiap satuan waktu.

𝛼 = ∆𝜔

∆𝑡 𝛼 = 𝜔₂− 𝜔₁

𝑡₂− 𝑡₁ Keterangan :

𝛼 : percepatan sudut (𝑟𝑎𝑑/𝑠²) 𝜔 : kecepatan sudut (𝑟𝑎𝑑/𝑠) 𝑡 : selang waktu (sekon)

Besar kecepatan linear pada gerak melingkar beraturan adalah nol. Namun, arah kecepatan linear berubah setiap waktu. Perubahan arah ini menyebabkan adanya selisih kecepatan linear. Selisih kecepatan dalam selang waktu tertentu selalu menuju pusat lingkaran. Selisih atau perubahan arah kecepatan linear pada selang waktu tertentu menyebabkan adanya percepatan yang arahnya selalu menuju pusat lingkaran yang disebut dengan percepatan sentripetal(𝑎

_𝑠

).

𝑎

_𝑠

= 𝑣

²

𝑟 𝑑𝑒𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑣 = 𝜔 𝑟

Gambar 7. Gambar Percepatan Linear pada GMB

Sumber: https://www.fisikabc.com/2017/06/percepatan-linear-gerak-melingkar.html

FISIKA Y10

RABU, 23 MARET 2022

𝑎

_𝑠

= 𝜔

²

𝑟 𝑘𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎 𝜔 = 𝑇

𝑎

_𝑠

= 4𝜋

²

𝑟 𝑇

²

Adapun gaya sentripetal merupakan perkalian antara massa benda dan percepatan sentripetal benda atau dapat dirumuskan sebagai berikut:

F

s

= m

^𝑉2

𝑟

= m. ω

²

. R =

^{4.𝜋2.𝑟.𝑓}

𝑇²

Keterangan :

v : Kecepatan linear (m/s) T : Perioda (sekon)

f : frekuensi (Hertz atau Hz) a : percepatan sudut (𝑟𝑎𝑑/𝑠²) ω : kecepatan sudut (𝑟𝑎𝑑/𝑠) as : percepatan sentripetal (𝑚/𝑠²) Contoh Soal

Sebuah titik berada di tepi sebuah CD yang berjari-jari 4 cm. CD tersebut berputar di dalam CD Player dengan kecepatan sudut 3 rad/s. Tentukan percepatan sentripetal pada titik tersebut!

Penyelesaian:

Diketahui : R = 4 cm = 0,04 m ω = 3 rad/s

maka dengan menggunakan persamaan 10, percepatan sentripetal titik tersebut adalah:

as = ω2R as = 32 × 0,04

as = 0,36 m/s2 atau 36 cm/s2

Latihan soal

1. Diketahui sebuah benda bergerak melingkar dengan jari-jari 2 m. jika kecepatan linear 10 m/s, maka percepatan sentripetal benda adalah …

2. Diketahui sebuah benda bergerak melingkar dengan kecepatan sudut 2 rad/s. jika jari-

jari lingkaran 0,5 m, maka percepatan sentripetal benda adalah …

FISIKA Y10

KAMIS, 24 MARET 2022

Jawablah pertanyaan di bawah ini dengan tepat

4. Sebuah benda bermassa 8 kg bergerak melingkar dengan laju linear 4 m/s dan jari-jari 8 m. tentukan:

a. Percepatan sentripetalnya b. Kecepatan sudutnya

5. Sebuah mobil mengitari lintasan mendatar dengan jari-jari 20 m dan kelajuan tetap 10

kiri, dan pada saat membelok ke kanan akan dimiringkan ke kanan. Mengapa harus demikian?Tulislah hasilnya pada buku kerja Anda!

1. Sebutkan lima contoh benda yang bergerak melingkar dalam kehidupan sehari-hari!

2. Dari kelima contoh tersebut, manakah yang merupakan gerak melingkar beraturan dan jelaskan jawaban Anda!

3. Seorang pembalap motor pada saat membelok ke kiri, maka motor akan dimiringkan ke

m/s. tentukanlah percepatan mobil tersebut!