Sebuah benda yang massanya 8000 gram bergerak beraturan dalam lintasan melingkar dengan kelajuan 5m/s.Bila jari-jari lingkaran 1 M maka: 1) gaya sentripetalnya

Kelas         :  X
Pelajaran   : Fisika
Kategori     : Gerak Melingkar Beraturan
Kata Kunci : lintasan melingkar, kelajuan, jari-jari, gaya sentripetal, periode, waktu putar, vektor kecepatan, percepatan sentripetal

Kode : 10.6.2 [Kelas 10 Fisika Bab 2 Hukum Newton]

Diketahui
Massa benda = 8 kg
Kelajuan v = 5 m/s
Jari-jari lintasan R = 1 m

Ditanya
Gaya sentripetal, kecepatan sudut, waktu putar (periode), arah vektor kecepatan, dan percepatan sentripetal

Penyelesaian

Gerak melingkar beraturan adalah gerak yang berlangsung pada sebuah lintasan berupa lingkaran dengan laju tetap.

Step-1
Menghitung gaya sentripetal

Gaya sentripetal adalah gaya yang diperlukan benda untuk bergerak melingkar dan arahnya selalu menuju pusat lingkaran.

[tex]F=m.a_{s} \\ F=m. \frac{v^{2}}{R} [/tex]
[tex]F=8. \frac{5^{2}}{1} [/tex]
Diperoleh gaya sentripetal sebesar 200 N

Step-2
Menghitung kecepatan sudut

[tex]v=\omega .R[/tex]
[tex]\omega = \frac{v}{R} [/tex]
[tex]\omega= \frac{5}{1} [/tex]
Diperoleh kecepatan sudut sebesar 5 rad/s

Step-3
Menghitung waktu putar (periode)

Waktu yang diperlukan benda untuk melakukan satu putaran disebut waktu putar atau periode melingkar.

[tex]v=\omega .R[/tex]
[tex]v= \frac{2 \pi }{T}.R [/tex]
[tex]T= \frac{2 \pi }{v}.R [/tex]
[tex]T= (\frac{2 \pi }{5}).(1) [/tex]
Diperoleh periode atau waktu putar [tex]T= \frac{2 \pi }{5} [/tex] sekon

Step-4
Mengenai vektor kecepatan

Benda yang mengalami gerak melingkar beraturan kecepatannya tetap tetapi arahnya berubah terus-menerus dan menyinggung lintasan. Dengan demikian vektor kecepatannya tidak tetap.

Step-5
Menghitung percepatan sentripetal

Percepatan sentripetal adalah percepatan yang dialami setiap titik pada lintasan benda yang mengarah ke pusat lingkaran.

[tex]a_{s}= \frac{v^{2}}{R} [/tex]
atau
[tex]a_{s}= \omega ^{2}.R [/tex]
Kita gunakan rumus pertama
[tex]a_{s}= \frac{5^{2}}{1} [/tex]
Diperoleh percepatan sentripetal sebesar 25 m/s²

Dari keempat pernyataan di atas, hanya pernyataan nomor 2 yang tidak benar. Seharusnya waktu putar [tex]T= \frac{2 \pi }{5} [/tex] sekon, bukan [tex]T= \frac{2}{5} [/tex] sekon yang tanpa π.

__________________

Apabila ingin mengulang materi mengenai grafik kecepatan terhadap waktu pada kasus dua benda yang bergerak lurus, simak di sini https://brainly.co.id/tugas/12610654