Fisika, SMA

Analisis Gerak Melingkar Vertikal disertai Contoh Soalnya.

Pernakah sahabat bermain ditaman bermain manaiki biang, lala atau lorer koster. Bagaimana rasanya sobat ketika berada di titik puncak jalur tersebut ? Pasti tegang sekaligus menyenangkan! pernakah sobat sanggar menganalasis bahwa setiap gerakkan pada roler koster terdapat gaya-gaya yang bekerja dan merupakan penerapan hukum newton. Setiap titik pada biang lala atau lorel koster memiliki gaya berbeda. Gaya -gaya tersebut mempengaruhi kecepatan pada gerak lorel koster. Untuk lebih jelasnya simak artikel berikut :

Baca juga :

Analisis Gaya Gerak Menikung Di Jalan dan Contoh Soalnya.
Penerapan Hukum Newton Pada Gerak Lift Disertai Dengan Contoh Soal

Analisis Gerak Melingkar Vertikal.

Dalam menganalisis gerak melingkar vertikal kita bisa menggunakan sebuah bandul yangdiikat dengan tali. Pertama siapkan bandul yang terikak dengan tali. Lalu putar bandul dengan ujung tali secara vertikal. Coba sahabat rasakan perbedaan tegangan tali saat bandul berada dititik puncat, titik tengah dan titik pusat dan titik terendah. Gaya tersebut selalu menuju ke pusat lingkaran dan ada yang tegak lurus dengan gaya yang menuju pusat lingkaran. Coba lihat gambar berikut :

gerak melingkar vertikal dan contoh soal

Dari gambar diatas maka untuk menentukan tegangan sebuah tali, dapat ditulis persamaan tegangan tali pada semua keadaan atau berada pada semua titik berikut : ΣF = mv2/r Saat posisi tertinggi persamaan tegangan tali adalah Ttinggi  = mg (v2/rg – 1). saat bandul berada sembarang maka Tsembarang = mg (v2/rg – cos θ). pada saat bandul berada di posisi tengah maka Ttengah = mv2/r sedangkan untuk posisi titik terbawah Tbawah  = mg (v2/rg + 1)

Analisi Gerak Pada Gerak kereta luncur.

Sekarang kita akan mempelajari gerak melingkar kereta luncur. Kereta luncur juga merupakan salah satu gerak melingkar yang merupakan penerapan hukum newton. Kereta luncur umumnya berada ditaman bermain, dan tempat-tempat hiburan lainnya. Taukah soabat, kereta luncur dapat dianalisis dengan hukum newton atau gaya -gaya yang bekerja pada kereta luncur tersebut, coba perhatikan kereta luncur berikut :

gerak melingkar vertikal dan contoh soal

Sakarang kita akan menganalisis gaya-gaya yang bekerja dari gamabar di atas kita. Jika kereta luncur berada dipuncak dan dalam posisi diam. Maka resultan gaya pada kereta luncur (N + mg) dengan gaya yang tdak sama dengan nol maka kereta luncur mengalami percepatan jatuh kebawah. Dalam kasus ini adanya sebuah percepatan sentripetal pada saat gerak melingkar yang menyebabkan kerata luncur ketika bergerak dengan percepatan tertentu. Sehingga kereta luncur tidak jatuh kebawah. Berikut beberapa kelajuan minimum yang harus dimiliki oleh kereta agar kerata tidak terjatuh kebawah.

pertama Coba perhatikan sekali lagi gaya-gaya yang bekerja pada kereta. Dari gambar kereta luncur diatas ada dua gaya yang bekerja yang menuju pusat lingkaran. Pertama adalah gaya berat w = mf kedua adalah gaya normal (N). Resultan kedua gaya ini memberikkan gaya sentripetal (mv/r) pada benda. Jika kita samakan ke tiga persamaan tersebut maka persamaan menjadi :

(mv2/r) = N + mg

Ada kelajuan menimun yang harus ada pada kereta luncur tersebut yang disebut kelajuan kritis (vk. kelajuan ini didapat dari N = 0. jika N = 0 maka persamaannya didapat sebagai berikut :

(mvk2/r) = 0 + mg => k= √ gr
Jadi kelreta luncur supaya tidak jatuh adalah harus memiliki kecepatan minimun adalah √gr

Contoh Soal Gerak Melingkar Vertikal

Budi menaiki biang lala yang memiliki massa 50 kg. Biang lala tersebut berputar dengan kecepatan 10 ms-1, jari-jari biang lala tersebut adalah 5 meter. Jika berat biang lala diabaikan maka tentukan tegangan tiang bianglala saat Budi berada puncak tertinggi ?

Pembahasan :

Soal diatas adalah soal untuk mencari tegangan tiang saat benda berada maka untuk mencari tegangan tali dititik tertinggi dengan persamaan :

Ttinggi = mg (v2/rg – 1)

Diketahui :

m = 50 kg
g = 10 ms-2
r = 5 m
v = 10 ms-1

Ditanya

Ttinggi …?

Jawab :

Ttinggi = mg (v2/rg – 1)
Ttinggi= 50. 10(102/5.10 – 1)

Ttinggi = 500 N

Demikianlah penjelasan mengenai analisis gerak melingkar dan contoh soalnya. Semoga bisa bermanfaat.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

%d blogger menyukai ini: