Penerapan Hukum-Hukum Newton Pada Gerak Sentripetal

Table of Contents

Pemahaman dan Rumus Menghitung Percepatan Sentripetal

Jika suatu benda bergerak secara melingkar maka vektor serta kecepatan benda tersebut terus menerus akan mengalami perubahan baik dari arah maupun besarnya.

Ketentuan di atas berlaku juga untuk benda yang bergerak melingkar dengan kelajuan tetap yaitu dengan memerhatikan posisi serta kecepatannya seperti ditunjukkan pada gambar di atas.

Pada gambar di atas terlihat bahwa vektor kecepatan awal benda adalah v₁ yang tegak lurus vektor posisi awal r₁ dan sesaat kemudian, vektor kecepatannya adalah v₂ yang tegak lurus vektor posisi awal r₂.

Sudut antara vektor-vektor kecepatan adalah ∆θ sama dengan sudut antara vektor-vektor posisi. Jika selang waktu ∆t diambil sangat kecil, maka besar perpindahan hampir sama dengan jarak yang ditempuh sepanjang busur.

Pengertian dan Rumus Menghitung Percepatan rata-rata

Percepatan rata-rata adalah rasio perubahan kecepatan terhadap selang waktu ∆t.

Untuk ∆t yang sangat kecil maka perubahan kecepatan mendekati tegak lurus terhadap vektor kecepatan dan arahnya menuju ke pusat lingkaran.

Pada gambar di atas terlihat dua segitiga sebangun yang mempunyai sudut ∆θ, dari kedua segitiga tersebut diperoleh

∆t = ∆x / r = |∆v|/v

Keterangan
r, adalah radius lingkaran (m) v, adalah kelajuan benda (m/s)

Jarak yang ditempuh adalah

∆s = v∆t

sehingga dapat kita tuliskan menjadi

∆θ = v∆t/r = |∆v|/v
atau
∆θ = |∆v|/|∆t| = v²/r

Dengan |∆v|/|∆t| = a_s atau percepatan sentripetal, sehingga persamaannya dapat kita tuliskan menjadi

a_s = v²/r

Persamaan inilah yang dikenal dengan percepatan sentripetal yang arahnya selalu menuju ke pusat kelengkungan lingkaran.

Benda yang bergerak melingkar dengan kelajuan konstan v dinyatakan dengan rumus.

v = (2πr)/T

Keterangan:
v, adalah kelajuan (m/s)
r, adalah radius lingkaran (m)
T, adalah periode (s)

Contoh Soal Percepatan Sentripetal

Sebuah benda bergerak melingkar beraturan dengan kelajuan konstan. Radius lingkaran adalah 50 cm. Benda berputar sekali dalam waktu 5 s. Tentukan kecepatan dan percepatan sentripetalnya.
Jawab
Kecepatan benda dapat dihitung dengan menggunakan rumus.
v = (2πr)/T
v = (2 x 3,14 x 0.5)/5
v = 0,628 m/s²

Percepatan sentripetal dapat dihitung dengan menggunakan rumus di bawah ini.
a = v²/r
a = (0,628 m/s²)/0,5m
a = 0,79 m/s²

Materi Terkait

• 1 Penerapan Hukum Newton I Lengkap Contoh
• 2 Penerapan Hukum Newton II Lengkap Contoh
• 3 Penerapan Hukum Newton II Gerak Jatuh Bebas Lengkap Contoh
• 4 Penerapan Hukum Newton III Lengkap Contoh
• 5 Penerapan Hukum-Hukum Newton Pada Gerak Licin
• 6 Penerapan Hukum-Hukum Newton Pada Gerak Melingkar Berubah Beraturan
• 7 Penerapan Hukum-Hukum Newton Pada Gerak Sentripetal