Menentukan Kecepatan Sudut Roda B Jika Kecepatan Linear Roda A 4 m/s

KOMPAS.com - Gerak melingkar beraturan berkaitan dengan hubungan pada roda-roda. Bagaimanakah penerapannya dalam suatu studi kasus? Salah satu diantaranya akan kita bahas pada contoh soal ini.

Soal dan Pembahasan

Dua buah roda A dan B dihubungkan oleh rantai, dengan jari-jari roda A sebesar 15 cm dan jari-jari roda B sebesar 10 cm. Jika kecepatan linier roda A sebesar 4 m/s, tentukan kecepatan sudut roda B!

Permasalahan di atas terkait menentukan kecepatan sudut, yang penyelesaiannya dilakukan dengan menggunakan konsep hubungan pada roda dalam gerak melingkar beraturan.

Dilansir Bedah Fisika Dasar (2018), pada dasarnya terdapat tiga jenis hubungan roda-roda, yaitu hubungan roda seporos (sepusat), roda bersinggungan, dan roda yang dihubungkan dengan sabuk atau rantai.

Pada hubungan roda seporos, kecepatan sudut roda A sama dengan kecepatan sudut roda B.

ωA = ωB
vA/rA = vB/rB

Pada hubungan roda bersinggungan, kecepatan linear roda A sama dengan kecepatan linear roda B.

vA = vB
ωArA = ωBrB

Pada hubungan roda dengan sabuk atau rantai, kecepatan linear roda A sama dengan kecepatan linear roda B.

vA = vB
ωArA = ωBrB

Sekarang mari kita selesaikan permasalahan pada soal di atas.

Diketahui

- Jari-jari roda A (rA) = 15 cm = 0,15 m,

- Jari-jari roda B (rB) = 10 cm = 0,1 m,

- Kecepatan linear roda A (vA) = 4 m/s,

- A dan B memiliki hubungan roda dengan sabuk atau rantai.

Ditanyakan

Kecepatan sudut roda B (ωB).

Penyelesaian

Hubungan roda A dan B (hubungan roda dengan sabuk atau rantai)
vA = vB
4 = (ωB)(0,1)
ωB = 4/0,1
ωB = 40 rad/s

Sehingga kecepatan sudut roda B adalah 40 rad/s.