Gerakan Melingkar: Seragam dan Bervariasi Seragam

Gerakan melingkar (MC) adalah salah satu yang dilakukan oleh tubuh dalam lintasan melingkar atau lengkung.

Ada besaran penting yang harus diperhatikan saat melakukan gerakan ini, yang orientasi kecepatannya bersudut. Ini adalah periode dan frekuensi.

Periode, yang diukur dalam detik, adalah rentang waktu. Frekuensi, yang diukur dalam hertz, adalah kontinuitasnya, yaitu menentukan berapa kali rotasi terjadi.

Contoh: Sebuah mobil membutuhkan waktu x detik (periode) untuk mengitari bundaran, yang dapat dilakukan satu kali atau lebih (frekuensi).

Gerakan Melingkar Seragam

Gerakan melingkar seragam (MCU) terjadi ketika sebuah benda menggambarkan jalur lengkung dengan kecepatan tetap.

Misalnya, bilah kipas, bilah blender, kincir ria di taman hiburan, dan roda di mobil.

Gerakan Melingkar Bervariasi Seragam

Gerakan melingkar bervariasi seragam (MCUV) juga menggambarkan lintasan lengkung, namun kecepatan bervariasi selama kursus.

Jadi, gerak melingkar dipercepat adalah gerak di mana suatu benda keluar dari keadaan diam dan mulai bergerak.

Rumus Gerak Melingkar

Berbeda dari gerak linier, gerak melingkar mengadopsi jenis magnitudo lain, yang disebut besaran sudut, dimana pengukurannya dalam radian, yaitu:

Gaya sentripetal

ITU gaya sentripetal hadir dalam gerakan melingkar, yang dihitung menggunakan rumus Hukum Kedua Newton (Prinsip dinamika):

Dimana,

F_ç: gaya sentripetal (N)
saya: massa (kg)
Itu_ç: percepatan sentripetal (m/s²)

percepatan sentripetal

ITU percepatan sentripetal terjadi pada benda yang mengikuti lintasan melingkar atau lengkung, yang dihitung dengan ekspresi berikut:

Dimana,

ITU_ç: percepatan sentripetal (m/s²)
v: kecepatan (m/s)
r: jari-jari lintasan melingkar (m)

Posisi Sudut

Dilambangkan dengan huruf Yunani phi (φ), posisi sudut menggambarkan busur bagian dari lintasan yang ditunjukkan oleh sudut tertentu.

= S / r

Dimana,

φ: posisi sudut (rad)
s: posisi (m)
r: jari-jari lingkaran (m)

Perpindahan Sudut

Diwakili oleh (delta phi), perpindahan sudut menentukan posisi sudut akhir dan posisi sudut awal lintasan.

= S / r

Dimana,

Δφ: perpindahan sudut (rad)
S: perbedaan antara posisi akhir dan posisi awal (m)
r: jari-jari lingkaran (m).

Kecepatan Sudut Rata-rata

ITU kecepatan sudut, diwakili oleh huruf Yunani omega (ω), menunjukkan perpindahan sudut dengan interval waktu gerakan dalam lintasan.

ω_saya = / t

Dimana,

ω_saya: kecepatan sudut rata-rata (rad/s)
Δφ: perpindahan sudut (rad)
untuk. interval waktu gerakan

Perlu dicatat bahwa kecepatan tangensial tegak lurus dengan percepatan yang, dalam hal ini, adalah sentripetal. Ini karena selalu menunjuk ke pusat lintasan dan tidak nol.

Percepatan Sudut Rata-rata

Diwakili oleh huruf Yunani alpha (α), percepatan sudut menentukan perpindahan sudut selama interval waktu lintasan.

= / t

Dimana,

α: percepatan sudut rata-rata (rad/detik²)
ω: kecepatan sudut rata-rata (rad/s)
untuk: interval waktu lintasan (s)

Lihat juga: Rumus Kinematika

Latihan gerak melingkar

1. (PUC-SP) Lucas disajikan dengan kipas yang, 20 detik setelah dihidupkan, mencapai frekuensi 300rpm dalam gerakan yang dipercepat secara seragam.

Semangat ilmiah Lucas membuatnya bertanya-tanya berapa banyak putaran yang dibuat oleh bilah kipas selama periode waktu itu. Menggunakan pengetahuannya tentang fisika, dia menemukan

a) 300 putaran
b) 900 putaran
c) 18000 putaran
d) 50 putaran
e) 6000 putaran

Lihat jawaban

Alternatif yang benar: d) 50 putaran.

Lihat juga: Rumus Fisika

2. (UFRS) Sebuah benda yang bergerak melingkar beraturan menyelesaikan 20 putaran dalam 10 detik. Periode (dalam s) dan frekuensi (dalam s-1) masing-masing adalah:

a) 0,50 dan 2,0
b) 2.0 dan 0.50
c) 0,50 dan 5,0
d) 10 dan 20
e) 20 dan 2.0

Lihat jawaban

Alternatif yang benar: a) 0.50 dan 2.0.

Untuk pertanyaan lebih lanjut, lihatLatihan Gerakan Melingkar Seragam.

3. (Unifesp) Ayah dan anak mengendarai sepeda mereka dan berjalan berdampingan dengan kecepatan yang sama. Diketahui diameter roda pada sepeda ayah adalah dua kali diameter roda pada sepeda anaknya.

Dapat dikatakan bahwa roda sepeda ayah berputar dengan

a) setengah frekuensi dan kecepatan sudut dengan mana roda sepeda anak itu berputar.
b) frekuensi dan kecepatan sudut yang sama dengan putaran roda sepeda anak.
c) dua kali frekuensi dan kecepatan sudut dengan mana roda sepeda anak itu berputar.
d) frekuensi yang sama dengan roda sepeda anak, tetapi dengan setengah kecepatan sudut.
e) frekuensi yang sama dengan roda sepeda anak, tetapi dengan kecepatan sudut dua kali lipat.

Lihat jawaban

Alternatif yang benar: a) setengah frekuensi dan kecepatan sudut dengan mana roda sepeda anak berputar.

Baca juga:

• Gerakan Seragam
• Gerakan Persegi Panjang Seragam
• Kuantitas Gerakan