Pengertian Gerak Melingkar

LancangKuning.com - Dalam fisika, gerak melingkar adalah gerakan suatu benda di sepanjang keliling lingkaran atau rotasi sepanjang lintasan melingkar. Itu bisa seragam, dengan kecepatan sudut konstan dan kecepatan konstan, atau tidak seragam dengan kecepatan putaran yang berubah. Rotasi di sekitar sumbu tetap dari tubuh tiga dimensi melibatkan gerakan melingkar dari bagian-bagiannya. Persamaan gerak menggambarkan gerakan pusat massa tubuh.

Contoh gerakan melingkar meliputi: satelit buatan yang mengorbit bumi pada ketinggian konstan, bilah kipas langit-langit berputar di sekitar hub, batu yang diikatkan pada tali dan diayunkan melingkar, mobil berputar melalui kurva dalam perlombaan track, elektron yang bergerak tegak lurus terhadap medan magnet yang seragam, dan roda gigi yang berputar di dalam suatu mekanisme.

Baca juga : Tempat Wisata di Pekanbaru

Karena vektor kecepatan objek secara konstan berubah arah, objek yang bergerak mengalami akselerasi oleh gaya sentripetal ke arah pusat rotasi. Tanpa percepatan ini, objek akan bergerak dalam garis lurus, menurut hukum gerak Newton.

• Gerakan melingkar yang seragam

Dalam fisika, gerak melingkar yang seragam menggambarkan gerakan benda yang melintasi jalur melingkar dengan kecepatan konstan. Karena bodi menggambarkan gerakan melingkar, jaraknya dari poros rotasi tetap konstan setiap saat. Meskipun kecepatan tubuh konstan, kecepatannya tidak konstan: kecepatan, kuantitas vektor, tergantung pada kecepatan tubuh dan arah perjalanannya.

Perubahan kecepatan ini menunjukkan adanya akselerasi; percepatan sentripetal ini besarnya konstan dan diarahkan setiap saat ke arah sumbu rotasi. Akselerasi ini, pada gilirannya, dihasilkan oleh gaya sentripetal yang juga besarnya konstan dan diarahkan ke arah sumbu rotasi.

Dalam kasus rotasi di sekitar sumbu tetap dari benda tegar yang tidak sedikit dapat diabaikan dibandingkan dengan jari-jari lintasan, masing-masing partikel benda menggambarkan gerakan melingkar yang seragam dengan kecepatan sudut yang sama, tetapi dengan kecepatan dan percepatan yang bervariasi sesuai dengan posisi sehubungan dengan sumbu.

• Gerakan melingkar yang tidak seragam

Dalam gerakan melingkar yang tidak seragam suatu benda bergerak dalam lintasan melingkar dengan kecepatan yang bervariasi. Karena kecepatan berubah, ada akselerasi tangensial selain akselerasi normal. Dalam gerakan melingkar yang tidak seragam akselerasi bersih (a) berada di sepanjang arah Δv yang diarahkan ke dalam lingkaran tetapi tidak melewati pusatnya (lihat gambar).

Baca juga : Elemen Elemen Dalam Fungsi Pengarahan Manajemen

Akselerasi bersih dapat diselesaikan menjadi dua komponen: akselerasi tangensial dan akselerasi normal juga dikenal sebagai akselerasi sentripetal atau radial. Tidak seperti akselerasi tangensial, akselerasi sentripetal hadir dalam gerakan melingkar yang seragam dan tidak seragam.

Pada gerakan melingkar yang tidak seragam, gaya normal tidak selalu mengarah ke arah yang berlawanan dari berat. Berikut ini adalah contoh dengan objek yang berjalan di jalur lurus kemudian loop kembali ke jalur lurus lagi.

Diagram ini menunjukkan gaya normal yang menunjuk ke arah lain dan bukan berlawanan dengan gaya berat. Gaya normal sebenarnya adalah jumlah dari gaya radial dan tangensial. Komponen gaya berat bertanggung jawab atas gaya tangensial di sini (Kami telah mengabaikan gaya gesek). Gaya radial (gaya sentripetal) disebabkan oleh perubahan arah kecepatan seperti yang dibahas sebelumnya.

Dalam gerakan melingkar yang tidak seragam, gaya dan berat normal dapat menunjuk ke arah yang sama. Kedua kekuatan dapat menunjuk ke bawah, namun objek akan tetap berada di jalur melingkar tanpa jatuh lurus ke bawah. Pertama mari kita lihat mengapa gaya normal bisa turun di tempat pertama.

Dalam diagram pertama, katakanlah objeknya adalah seseorang yang duduk di dalam sebuah pesawat, kedua gaya mengarah ke bawah hanya ketika mencapai bagian atas lingkaran. Alasan untuk ini adalah bahwa gaya normal adalah jumlah dari gaya tangensial dan gaya sentripetal. Gaya tangensial adalah nol di bagian atas (karena tidak ada pekerjaan yang dilakukan ketika gerakan tegak lurus terhadap arah gaya yang diterapkan.

Di sini gaya berat tegak lurus terhadap arah gerak objek di atas lingkaran) dan titik gaya sentripetal turun, dengan demikian gaya normal akan menunjuk ke bawah juga. Dari sudut pandang logis, seseorang yang bepergian di pesawat akan terbalik di bagian atas lingkaran. Pada saat itu, kursi orang tersebut benar-benar menekan orang tersebut, yang merupakan kekuatan normal.

Baca juga : Tempat Wisata di Riau

Alasan mengapa objek tidak jatuh ketika dikenakan hanya kekuatan ke bawah adalah sederhana. Pikirkan tentang apa yang membuat suatu objek tetap setelah dilempar. Setelah sebuah benda terlempar ke udara, hanya ada gaya gravitasi bumi yang bekerja pada benda tersebut. Itu tidak berarti bahwa begitu suatu benda terlempar ke udara, benda itu akan jatuh seketika. Apa yang membuat benda itu tetap di udara adalah kecepatannya.

Hukum gerak Newton yang pertama menyatakan bahwa inersia suatu benda membuatnya tetap bergerak, dan karena benda di udara memiliki kecepatan, ia cenderung bergerak terus ke arah itu. Kecepatan sudut yang bervariasi untuk benda yang bergerak dalam jalur melingkar juga dapat dicapai jika benda yang berputar tidak memiliki distribusi massa yang homogen. Untuk objek yang tidak homogen, perlu untuk mendekati masalah seperti pada. (Mawarni)