Pengertian dan Cara Mengerjakan Soal Gerak Melingkar Beraturan

KOMPAS.com - Gerak melingkar adalah gerak benda dengan lintasan berbentuk lingkaran.

Dilansir dari Buku Bongkar Pola Soal UNBK SMA/MAIPA 2020 (2019) oleh Eli Trisnowati, gerak melingkar dengan kecepatan sudut tetap (ω=tetap), sehingga benda tidak memiliki percepatan sudut (a=0) disebut gerak melingkar beraturan (GMB).

Unsur-unsur gerak melingkar beraturan

Dalam GMB berhubungan dengan frekuensi (f), kecepatan sudut (ω), dan posisi sudut (θ). Berikut penjelasannya:

Baca juga: Menentukan Frekuensi dari Gerak Melingkar Beraturan

Frekuensi dan periode

Frekuensi adalah banyaknya jumlah putaran yang ditempuh oleh suatu benda yang bergerak melingkar dalam selang waktu satu sekon.

Periode (T) adalah waktu yang dibutuhkan suatu benda yang bergerak melingkar untuk melakukan satu putaran penuh.

Rumus frekuensi dan periode:

dan dan

Keterangan:

f= frekuensi (Hz)
T= periode (s)
n = jumlah putaran
t = waktu untuk berputar (s)

Kecepatan sudut

Kecepatan sudut (ω) adalah besar sudut yang ditempuh tiap satu satuan waktu.

Rumus kecepatan sudut:

atau

Posisi sudut

Posisi sudut merupakan posisi suatu titik pada lintasan gerak melingkar yang dapat dilihat dari besarnya sudut yang ditempuh.

Rumus posisi sudut:

Perubahan posisi sudut yang ditempuh benda:

Keterangan:

=posisi sudut pada waktu t (rad)
=posisi awal sudut (rad)

Baca juga: Menentukan Perlambatan dari Gerak Melingkar Berubah Beraturan

Contoh soal gerak melingkar beraturan

Agar lebih mudah memahami unsur-unsur dan rumus gerak melingkar beraturan, berikut conth soal-soalnya:

Contoh soal 1

Sebuah gasing berputar dengan kecepatan sudut sebesar 20 rad/s. Apabila dalam waktu 2 menit dia dapat berputar dan akhirnya kembali diam, berapa perlambatan yang dilakukan oleh lantai sehingga gasing terdiam? (Jari-jari gasing 3 cm).

Jawab:

Diketahui:

t= 2 menit = 120 detik
R=3 cm = 0,03 meter

Ditanya:

α = ....?

Pembahasan:

Jadi, jawaban (C).

Baca juga: Kecepatan Linear dan Kecepatan Sudut dalam Gerak Melingkar

Contoh soal 2

Sebuah benda bergerak melingkar beraturan dengan jari-jari 6 meter. Jika dalam 2 menit benda itu melakukan 16 kali putaran, maka kecepatan linear benda tersebut adalah ....

A. 0,8 π m/s
B. 1,0 π m/s
C. 1,2 π m/s
D. 1,4 π m/s
E. 1,6 π m/s

Jawab:

Diketahui:

R = 6 meter
n = 16 putaran
t = 2 menit = 120 detik

Ditanya:

v= ....?

Pembahasan:

Frekuensi gerak benda:

Kecepatan sudut:

Kecelatan linear:

Jadi, jawaban (E).

Baca juga: Hubungan Gerak Lurus dan Gerak Melingkar