Kinematika
-
Upload
islamuddin-syam -
Category
Documents
-
view
1.075 -
download
13
Transcript of Kinematika
A. Pendahuluan
Di jalan raya kita dapat melihat kendaraan, seperti sepeda, becak, sepeda
motor, mobil dan bus yang berlalu lalang. Kendaraan tersebut bergerak karena
adanya gaya dorong. Pada kendaraan bermotor, gaya dorong berasal dari mesin,
sedangkan pada sepeda, gaya dorong berasal dari kayuhan yang kita lakukan. Gaya
dorong yang kita lakukan menyebabkan kendaraan yang semula diam, akan
bergerak dengan percepatan dan kecepatan tertentu.
Di dalam fisika, ilmu yang mempelajari tentang gerak disebut kinematika.
Sementara ilmu lain yang mempelajai penyebab gerak benda dinamakan dinamika
gerak. Untuk memahami gerak, terlebih dahulu perlu dipahami prinsip dasar dari
kinematika dan dinamika gerak. Namun dalam makalah ini hanya akan membahas
kinematika gerak
B. Besaran dan Satuan
1. Besaran Pokok dan Besaran Turunan
Pengukuran adalah proses membandingkan nilai besaran yang
diukur dengan besaran sejenis yang dipakai sebagai satuan. Hasil dari pada
pengukuran merupakan besaran.
Besaran adalah sesuatu yang dapat di ukur dan dinyatakan dengan
angka atau nilai dan memiliki satuan.Dalam fisika terdapat dua besaran yaitu
besaran pokok dan besaran turunan:
a. Besaran Pokok
Besaran pokok adalah besaran yang satuannya didefinisikan terlebih
dahulu dan tidak dapat dijabarkan dari besaran lain.
b. Besaran Turunan
Besaran Turunan adalah besaran yang satuannya diturunkan dari
besaran pokok. Jika suatu besaran turunan merupakan perkalian
besaran pokok , satuan besaran turunan itu juga merupakan perkalian
satuan besaran pokok, begitu juga berlaku didalam satuan besaran
turunan yang merupakan pembagian besaran pokok.
2. Dimensi
a. Dimensi Besaran Pokok
Dimensi besaran pokok dinyatakan dengan lambing huruf tertentu
dan diberi kurung persegi. Dimensi besaran-besaran pokok dapat dilihat
pada table berikut:
Tabel Dimensi Besaran-besaran Pokok
No Besaran Pokok Satuan Dimensi
1. Panjang M
2. Massa Kg
3. Waktu S
4. Kuat arus listrik A
5. Suhu K
6. Kuantitas zat Mol
7. Intensitas cahaya cd
b. Dimensi Besaran Turunan
Dengan menggunakan dimensi besaran pokok, dapat dituliskan
dimensi berbagai besaran turunan . Perhatikan table berikut:
Tabel Dimensi Besaran-besaran Turunan
No Besaran Turunan Satuan Dimensi
1. Luas m
2. Kecepatan m/s
3. Percepatan m/s
4. Berat Kg m/s
5. Volume m
6. Gaya Kg m/s
7. Usaha Kg m /s
c. Kegunaan Dimensi
Dalam fisika penggunaan dimensi sangat penting. Berikut kegunaan-
kegunaan dimensi.
1. Mengungkapkan kesetaraan atau kesamaan dua
besaran yang sepintas berbeda.
2. Menentukan ketepatan suatu persamaan yang
menyatakan hubungan-hubungan antara berbagai besaran.
3. Besaran Vektor dan Besaran Skalar
Besaran skalar adalah besaran yang cukup dinyatakan dengan
suatu agka, atau besaran skalar adalah besaran yang hanya memiliki nilai
(besar) saja. Misalnya panjang meja 17,5 cm, massa garam 3 kg dan volume
air 5 liter.
Besaran vektor adalah besaran yang harus dinyatakan dengan
suatu angka dan arah, atau besaran vektor adalah yang memiliki besar dan
arah. Misalnya, Ahmad berpindah 4 m kekanan, kecepatan mobil 40 km/jam
ke barat. Kecepatan, perpindahan, dan gaya termasuk besaran vektor.
a. Gambar dan Lambang Vektor
Sebuah vektor digambarkan sebagai sebuah anak panah. arah anak
panah menunjukan arah vektor, dan panjang anak panah menyatakan
besarnya vektor.
Vektor biasanya dilambangkan dengan huruf tebal atau huruf tulis
biasa bertanda panah diatasnya. Misalnya vektor A ditulis A atau .
Jika menggunakan dua huruf misalnya vektor UV, maka ditulis .
b. Jumlah dan Selisih Vektor
Penjumlahan Vektor
1. Cara Poligon
Dilukis salah satu vektor (disebut vektor
pertama)
Dilukis vektor kedua dengan pangkal di
ujung vektor pertama; dilukis vektor ketiga dengan pangkal
di ujung vektor kedua dan seterusnya.
Vektor hasil penjumlahan di peroleh dengan
mengjubungkan pangkal vektor pertama ke ujung vektor
terakhir.
2. Cara Jajar Genjang
Dilukis vektor pertama dan vektor kedua dengan titik
pangkal berimpit.
Dilukis sebuah jajaran genjang dengan kedua vektor
tersebut sebagai sisinya.
Resultan adalah diagonal jajaran genjang yang titik
pangkalnya sama dengan titik pangkal kedua vektor.
u
vu
u
w = u + v
v
v
Pengurangan Vektor
Selisih antara vektor U dan V, dapat ditulis W=U-V sama dengan
resultan antara vektor U dan –V, ditulis W=U+(-B). Jadi cara yang
digunakan untuk menggambar penjumlahan vektor berlaku juga
untuk pengurangan vektor.
Penentuan Nilai dan Arah Resultan
Besar Vektor Hasil Penjumlahan dan Pengurangan
Arah Vektor Hasil Penjumlahan dan Pengurangan
vu
w = u + v
u
v
vu
w = u - v -v
u + v
u
v
è
u
vu-v
â u + v
v
α
Penjumlahan Vektor secara Analitik
Uraikan setiap vektor atas komponen-komponennya pada
sumbu-x dan sumbu-y.
Hitung besarnya komponen-komponen dengan persamaan
dan
Jumlahkan komponen-komponen pada masing-masing sumbu
dengan persamaan:
Hitung besar dan arah resultan vektor dengan persamaan:
dan
c. Perkalian Vektor
Perkalian vektor adalah operasi perkalian dengan dua operand
(obyek yang dikalikan) berupa vektor. Terdapat tiga macam perkalian
vektor, yaitu perkalian titik (dot product), perkalian silang (cross product)
dan perkalian langsung (direct product).
Perkalian titik
Perkalian titik dua buah vektor akan menghasilkan sebuah skalar.
Jenis perkalian ini bersifat komutatif.
u
vu-v
á â
Untuk vektor satuan terdapat hubungan-hubungan yang khusus
dalam operasi perkalian titik, yang merupakan sifat-sifat yang digunakan
dalam perkalian titik, yaitu
dan
Perkalian silang
Hasil suatu perkalian silang dua buah vektor adalah juga sebuah
vektor. Perkalian silang bersifat tidak komutatif.
Untuk vektor-vektor satuan terdapat pula hubungan yang
mendasari operasi perkalian silang, yaitu :
dan atau jika SAMA=1 dan jika BEDA=1
.
C. Kinematika Dalam Satu Dimensi
1. Pengertian Gerak
Dalam aktivitas sehari-hari, kita tidak pernah lepas dari gerak. Kita berangkat
kekampus dikatakan bergerak. Menulis, berjalan, olah raga, bersepeda, dan aktivitas
lainnya tidak lepas dari gerak. Kapankah suatu benda dikatakan bergerak?
Suatu benda dikatakan bergerak jika benda itu mengalami perubahan
kedudukan terhadap titik tertentu. Titik tertentu yang diguneken sebagai acuan dari
gerak suatu benda disebut titik acuan. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa
gerak adalah perubahan posisi atau kedudukan suatu benda terhadap titik acuan
selama waktu tertentu.
Berbeda halnya dengan peristiwa orang yang berlari dimesin lari fitness atau
anak yang bermain komputer. Apakah mereka mengalami p[erubahan kedudukan
dalam selang waktu tertentu? Kegiatan tersebut tidak mengalami perubahan
kedududkan karena kerangka acuanya diam. Penempatan kerangka acuan dalam
peninjauan gerak, merupakan hal yang sangat penting. Hal tersebut mengingat
bahawa gerak atau diamnya suatu benda, mengandung pengertian yang relative.
Sebagai contoh, seseorang yang duduk di dalam gerbong kereta api yang bergera,
dapat dikatakan bahwa orang tersebut diam terhadap tempat duduknya dan kereta
api tersebut. Apabila acuan yang digunakan adalh stasiun atau pohon-pohon ditepi
jalan, orang tersebut dapat dikatakan bergerak relative terhadap stasiun maupun
pohon-pohon yang dilewatinya.
2. Jarak dan Perpindahan
Gambar 1.
Jarak dan perpindahan mempunyai pengertian yang berbeda. Perhatikan
contoh pada gambar diatas. Seekor bebek berjalan ke timur relatif terhadap tepi
sungai sejauh 4 m (dari A ke B). Kemudian bebek berbalik arah dan bergerak sejauh
3 m ke barat (dari B ke C). Berdasarkan gerakan tersebut, bebek menempuh jarak 7
m (jarak AB + jarak BC). Namun, kedudukan bebek dari tepi sungai hanya berpindah
1 m ke arah timur (dari A ke C). Kedudukan bebek terhadap tepi sungai tersebut
disebut perpindahan. Dengan demikian, jarak disefinisikan sebagai panjang seluruh
lintasan yang ditempuh, sedangkan perpindahan didefinisikan sebagai perubahan
kedudukan atau posisi dalam selang waktu tertentu.
Jarak yang ditempuh bebek tidak memperhatikan arah, sedangkan
perpindahan bebek memperhatikan arahnya. Jadi dapat diketahui bahwa jarak
merupakan besaran skalar dan perpindahan merupakan besaran vektor.
3. Kelajuan dan Kecepatan
Dalam konsep fisika, dikenal istilah kecepatan dan kelajuan. Istilah ini
memiliki perbedaan yang jelas. Jika Anda melihat spidometer mobil yang sedang
bergerak 60 km/jam, maka yang anda maksudkan di sini adalah kelajuan mobil.
Tetapi jika Anda menyatakan bahwa mobil bergerak 60 km/jam kearah timur, maka
yang Anda maksudkan di sini adalah kelajuan mobil.
Kelajuan adalah besaran yang tidak bergantung pada arah, sehingga
kelajuan termasuk besaran skalar, didefinisikan sebagai hasil perbandingan antara
jarak dengan waktu tempuh, diukur dengan meggunakan spidometer. Sedangkan
kecepatan adalah besaran yang bergantung pada arah, sehingga termasuk besaran
vektor, didefinisikan sebagai hasil perbandingan antara perpindanhan dengan waktu
tempuh, diukur dengan menggunakan velocitometer.
1. Kelajuan Rata-Rata dan Kecepatan Rata-Rata
Kelajuan rata-rata didefinisikan sebagai hasil bagi antara jarak total yang
ditempuh dengan waktu tempuh. Secara matematis dirumuskan dengan
persamaan berikut:
Keterangan:
v = kelajuan rata-rata (m/s)
s = jarak tempuh total (m)
t = selang waktu (s)
Kecepatan rata-rata didefinisikan sebagai hasil bagi antara perpindahan
dengan selang waktunya. Secara matematis dirumuskan dengan persamaan
berikut:
Keterangan:
= kecepatan rata-rata (m/s)
= perpindahan (m)
= selang waktu (s)
2. Kelajuan Sesaat dan Kecepatan Sesaat
Kelajuan sesaat adalah kelajuan benda pada saat tertentu (selang waktu
mendekati nol). Angka yang ditunjuk oleh spidometer merupakan keljuan sesaat
sebuah sepeda motor. Demikian pula kecepatan sesaat adalah kecepatan benda
pada saat tertentu (sesaat). Kecepatab sesaat dirumuskan dengan persamaan
sebagai berikut:
Untuk menghitung keljuan atau kecepatan sesaat, kita perlu mengukur jarak
tempuh dari benda yang bergerak selama selang waktu ( ) yang sangat
singkat, misalnya sekon.
3. Kecepatan Relatif
Seperti diketahui kecepatan adalah perpindahan dibagi selang waktu. Oleh
karena perpindahan mempunyai acuan, kecepatan bersifat relatif.
Apabila benda A bergerak dengan kecepatan dan benda B bergerak
dengan kecepatan , kecepatan A terhadap B adalah:
4. Percepatan dan Perlajuan
Suatu benda akan mengalami percepatan apabila benda tersebut bergerak
dengan kecepatan yang tidak tetap dalam selang waktu tertentu. Misalnya ada
sebuah batu yang menggelinding dari atas bukit . Kecepatan batu semakin lama
akan semakn bertambah selama geraknya. Batu yang menggelinding tersebut
dikatakan bergerak dipercepat. Jadi, percepatan adalah perubahan kecepatan tiap
satuan waktu. Secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut:
Keterangan:
= percepatan (m/s )
= perubahan kecepatan (m/s)
= selang waktu (s)
Percepatan merupakan besaran vektor, yang ditentukan oleh nilai dan arah
gerak benda. Percepatan dapat bernilai positif (+a) dan dapat bernilai negative (-a),
bergantung pada arah perpindahan dari gerak tersebut.
Percepatan yang bernilai negative (-a) disebut sebagai perlambatan. Pada
kasus perlambatan, kecepatan v dan percepatan a mempunyai arah yang
berlawanan. Perubahan kecepatan terhadap perubahan waktu, dengan selang waktu
( ) sangat kecil atau mendekati nol, merupakan definisi dari percepatan sesaat.
Nilai percepatan sesaat ini dapat juga disebut perlajuan. Perlajuan
merupakan perubahan laju benda terhadap perubahan waktu. Secara matematis,
dirumuskan sebagai beikut:
Sementara percepatan rata-rata didefinisikan sebagai perubahan kecepatan
terhadap perubahan waktu selama benda bergerak. Dirumuskan sebagai berikut:
atau
5. Gerak Lurus Beraturan (GLB)
Gerak lurus beraturan artinya gerak benda yang lintasannya lurus dan
kecepatannya beraturan atau tetap. Oleh karena kecepatannya tetap, maka
percepatannya nol. Menegapa demikian? Hal ini diperoleh dari pengertian kecepatan
.
Adanya percepatan ini menjadi cirri khusus dari GLB yang perlu
diperhatikan. Ciri dari GLB adalah:
Kecepatannya (v) tetap atau konstan
Percepatannya (a) = 0
Dalam gerak lurus beraturan berlaku persamaan:
keterangan:
v = kecepatan benda (m/s)
s = jarak (m)
t = waktu tempuh benda (s)
Secara grafik, gerak lurus beraturan digambarkan seperti tampak pada
gambar 2.
Gambar 2. Gravik hubungan v dan t pada GLB
Hubungan jarak terhadap waktu adalah sebagai berikut:
Jarak = Kelajuan x waktu
s = v.t
Jika sebelumnya benda sudah berada pada jarak tertentu terhadap acuan:
s =
dengan = kedudukan benda pada t = 0 (kedudukan awal)
Gambar 3. Hubungan v dan t pada GLB
Pada GLB, kecepatan gerak benda adalah tetap. Perhatikan gambar 3.
Benda bergerak dengan kecepatan tetap v m/s. selama t sekon, jarak yang ditempuh
benda adalah s = vt . Jarak yang ditempuh benda tersebut sama dengan luas daerah
yang diarsir pada grafik v-t di samping.
6. Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
Gerak lurus berubah beraturan didefinisikan sebagai gerak benda pada
lintasan lurus dengan percepatan tetap. Maksud dari percepatan tetap adalah
percepatan yang besar dan arahnya tetap.
Kecepatan pada suatu saat dari benda yang melakukan GLBB dinyatakan
dengan persamaan:
atau
keterangan: v = percepatan setelah t sekon (m/s)
= percepatan awal (m/s)
a = percepatan (m/s )
t = waktu tempuh benda (s)
Grafik kecepatan terhadap waktu pada GLBB dilukiskan dengan gambar 4.
Gambar 4. Grafik
Perpindahan s pada GLBB dinyatakan dengan persamaan:
Persamaan tersebut diturunjan dari kurva v-t pada GLBB.
Dari persamaan atau dan disubtitusikan
kepersamaan akan diperoleh persamaan baru yaitu:
atau
Dengan demikian, dapat dihitung percepatan dengan mengetahui
perpindahan dan kecepatan.
Gerak lurus berubah beraturan ada dua kemungkinan, yaitu dipercepat atau
diperlambat. Gerak leurus dipercepat beraturan memiliki kecepatan yang makin
besar atau percepatannya positif. gerak lurus diperlambat beraturan memiliki
kecepatan makin kecil atau percepatannya negative.
1. Gerak Jatuh Bebas
Gerak jatuh bebas adalah gerak vertikal (tampa kecepatan awal)
disekitar bumi yang hanya dipengaruhi oleh gaya gravitasi. Benda-benda
yang jatuh diruang hampa memiliki percepatan yang sama, yaitu percepatan
gravitasi bumi (g).
(a) (b)
Gambar 4. (a) Buah jatuh dari pohon
(b)Bola dan bulu diruang hampa
Pada gerak jatuh bebas berlaku persamaan-persamaan berikut:
dan
keterangan : v = percepatan setelah t sekon (m/s)
g = percepatan gravitasi (m/s )
h = tinggi benda (m)
t = lama benda bergerak (s)
Rumus– rumus tersebut diperoleh dari penurunan rumus GLBB:
dan , dimana dalam hal ini s = 0; h = 0; = 0
dan a = g.
2. Gerak Vertikal ke Bawah
Gerak vertikal ke bawah merupakan gerak suatu benda yang dilempar
ke bawah dengan kecepatan awal tertentu ( ) dan percepatan g. Secara
uum untuk gerak vertikal ke bawah berlaku persamaan-persamaan berikut:
dan
3. Gerak Vertikal ke Atas
Gerak vertikal ke atas merupakan gerak suatu benda yang dilempar ke
atas dengan kecepatan awal tertentu ( ) dan percepatan –g atau
perlambatan g. ecara umm untuk gerak vertikal ke bawah berlaku
persamaan-persamaan berikut:
; ; dan
Gambar 5. Bola dilemparkan vertikal ke atas
Apabila benda, misalnya bola dilempar vrtikal keatas dari titik A dan
mencapai titik tertinggi di B, maka waktu yang diperlukan adalah
karena pada titik tertinggi, kecepatan benda sama dengan nol, sebab pada saat
itu bola berhenti sesaat, sehingga .Tinggi maksimum dapat diperoleh
dengan rumus .
D. Kinematika Dalam Dua Dimensi
1. Gerak Peluru (Parabola)
a. Pengertian Gerak Peluru
Gerak peluru merupakan suatu jenis gerakan benda yang
pada awalnya diberi kecepatan awal lalu menempuh lintasan yang
arahnya sepenuhnya dipengaruhi oleh gravitasi.
b. Jenis-jenis Gerak Parabola
Dalam kehidupan sehari-hari terdapat beberapa jenis gerak
parabola.
Pertama, gerakan benda berbentuk parabola ketika diberikan
kecepatan awal dengan sudut teta terhadap garis horisontal,
sebagaimana tampak pada gambar di bawah.
Kedua, gerakan benda berbentuk parabola ketika diberikan
kecepatan awal pada ketinggian tertentu dengan arah sejajar
horisontal, sebagaimana tampak pada gambar di bawah.
Ketiga, gerakan benda berbentuk parabola ketika diberikan
kecepatan awal dari ketinggian tertentu dengan sudut teta
terhadap garis horisontal, sebagaimana tampak pada gambar di
bawah.
c. Menganalisis Komponen Gerak Parabola secara terpisah
Gerak horisontal (sumbu x) kita analisis dengan Gerak Lurus
Beraturan, sedangkan Gerak Vertikal (sumbu y) dianalisis dengan
Gerak Jatuh Bebas.
Untuk memudahkan kita dalam menganalisis gerak peluru,
mari kita tulis kembali persamaan Gerak Lurus Beraturan (GLB)
dan Gerak Jatuh Bebas (GJB).
Sebelum menganalisis gerak parabola secara terpisah,
terlebih dahulu kita amati komponen Gerak Peluru secara
keseluruhan.
Pertama, gerakan benda setelah diberikan kecepatan awal
dengan sudut teta terhadap garis horizontal.
Kecepatan awal (vo) gerak benda diwakili oleh v0x dan v0y.
v0x merupakan kecepatan awal pada sumbu x, sedangkan v0y
merupakan kecepatan awal pada sumbu y. vy merupakan
komponen kecepatan pada sumbu y dan vx merupakan komponen
kecepatan pada sumbu x. Pada titik tertinggi lintasan gerak benda,
kecepatan pada arah vertikal (vy) sama dengan nol.
Kedua, gerakan benda setelah diberikan kecepatan awal
pada ketinggian tertentu dengan arah sejajar horisontal.
Kecepatan awal (vo) gerak benda diwakili oleh v0x dan v0y.
v0x merupakan kecepatan awal pada sumbu x, sedangkan
Kecepatan awal pada sumbu vertikal (voy) = 0. vy merupakan
komponen kecepatan pada sumbu y dan vx merupakan komponen
kecepatan pada sumbu x.
d. Menganalisis Komponen Gerak Parabola secara terpisah
Komponen kecepatan awal
Terlebih dahulu kita nyatakan kecepatan awal untuk
komponen gerak horisontal v0x dan kecepatan awal untuk
komponen gerak vertikal, v0y.
Berdasarkan bantuan rumus sinus, cosinus dan tangen di
atas, maka:
Kecepatan dan perpindahan benda pada arah horizontal
Kita tinjau gerak pada arah horisontal atau sumbu x.
Sebagaimana yang telah dikemukakan di atas, gerak pada
sumbu x kita analisis dengan Gerak Lurus Beraturan (GLB).
Karena percepatan gravitasi pada arah horisontal = 0, maka
komponen percepatan ax = 0. Huruf x kita tulis di belakang a
(dan besaran lainnya) untuk menunjukkan bahwa
percepatan (atau kecepatan dan jarak) tersebut termasuk
komponen gerak horisontal atau sumbu x. Pada gerak
peluru terdapat kecepatan awal, sehingga kita gantikan v
dengan v0.
Dengan demikian, kita akan mendapatkan persamaan
Gerak Peluru untuk sumbu x :
Perpindahan horisontal dan vertikal
Kita tinjau gerak pada arah vertikal atau sumbu y. Untuk
gerak pada sumbu y alias vertikal, kita gantikan x dengan y
(atau h = tinggi), v dengan vy, v0 dengan voy dan a dengan
-g (gravitasi). Dengan demikian, kita dapatkan persamaan
Gerak Peluru untuk sumbu y :
2. Gerak Melingkar Beraturan
a. Besaran fisis pada GMB
Besaran Sudut
Besar sudut Ø dinyatakan dalam derajat tetapi pada
gerak melingkar beraturan ini dinyatakan dalam radian.
Satu radian (rad) adalah sudut dimana panjang busur
lingkaran sama dengan jari-jari lingkaran tersebut (r).
Be
sar
sudut Ø dinyatakan dalam derajat tetapi pada gerak
melingkar beraturan ini dinyatakan dalam radian. Satu
radian (rad) adalah sudut dimana panjang busur lingkaran
sama dengan jari-jari lingkaran ters but (r). Jika s = r, Ø
bernilai 1 rad.
Secara umum besaran sudut Ø
dituliskan :
Ø = s / r dimana s = 2∏ r , sehingga Ø
= 2∏ rad
Kecepatan dan kelajuan Sudut (ω)
Pada gerak melingkar, besaran yang menyatakan
seberapa jauh benda berpindah (s) dalam selang waktu
tertentu (t) disebut kecepatan anguler atau kecepatan
sudut (ω). Kecepatan sudut ini terbagi atas kecepatan
sudut rata-rata dan kecepatan sudut sesaat.
Kecepatan sudut rata-rata dituliskan sebagai :
ω = ΔØ / Δt
Kecepatan sudut sesaat dinyatakan sebagai
ω = lim ΔØ / Δt
Satuan kecepatan sudut adalah
rad/s. Selain satuan ini, satuan
kecepatan sudut dapat pula ditulis
dalam rpm (rotation per minutes)
dimana 1 rpm = 2Π rad/menit =
Π/30 rad/s.
Sedangkan nilai atau besarnya kecepatan sudut disebut
kelajuan sudut.
Periode (T)
Waktu yang dibutuhkan oleh suatu benda untuk
bergerak satu putaran disebut periode (T). Waktu yang
dibutuhkan untuk menempuh satu putaran dinyatakan oleh
:
T = perpindahan sudut / kecepatan sudut
T = 2Π / ω dimana 2Π = perpindahan sudut (anguler)
untuk satu putaran.
Jika jumlah putaran benda dalam satu sekon
dinyatakan sebagai frekuensi (f) maka diperoleh hubungan
:
T = 1 / f dimana f = frekuensi dengan satuan 1/s atau
Hertz (Hz).
Kecepatan dan kelajuan linear (v)
Kecepatan linear didefinisikan sebagai hasil bagi
panjang lintasan linear yang ditempuh dengan selang
waktu tempuhnya. Panjang lintasan dalam gerak
melingkar yaitu keliling lingkaran 2Π.r
Jika selang waktu yang diperlukan untuk menempuh satu
putaran adalah 1 periode (T), maka :
Kecepatan linear dirumuskan : v = 2Π.r / T atau v = ω.r
Percepatan Sentripetal
Pada saat anda mempelajari gerak lurus beraturan sudah
mengetahui bahwa percepatan benda sama dengan nol.
Benarkah kalau kita juga mengatakan percepatan benda
dalam gerak melingkar beraturan sama dengan nol? Dari
gambar di atas diketahui bahwa arah kecepatan linear
pada gerak melingkar beraturan selalu menyinggung
lingkaran. Karena itu, kecepatan linear disebut juga
kecepatan tangensial.
Dari gambar di atas tampak bahwa arah percepatan
selalu mengarah ke pusat lingkaran dan selalu tegak lurus
dengan kecepatan linearnya. Percepatan yang selalu
tegak lurus terhadap kecepatan linearnya dan mengarah
ke pusat lingkaran ini disebut percepatan sentripetal.
Percepatan sentripetal pada gerak melingkar beraturan
dirumuskan :
DAFTAR PUSTAKA
Ishaq, Mohamad. 2002. Menguak Rahasia Alam dengan Fisika. Tangerang: Albama.
Supliyadi dan Tri Tjandra Muchram. 2006. Fisika 1 untuk SMA – MA. Bandung: Acarya
Media Utama.
Tim Pengajar. 2006. Materi Perkuliahan Fisika Dasar. Makassar: Jurusan Fisika Universitas
Negeri Makassar.
Tim Penyusun. 2003. Fisika 1a. Klaten: Intan Pariwara
www.e-dukasi.net
Tugas Individu
Mata Kuliah: FISIKA DASAR
K I N E M A T I K A
Oleh:
ISLAMUDDIN SYAM
061204089
KELAS A
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MAKASSAR
-2009-