Gerak Melingkar Berubah Beraturan (GMBB)

A. PENGERTIAN GERAK MELINGKAR BERUBAH BERATURAN (GMBB)

Gerak Melingkar Berubah Beraturan adalah salah satu gerak melingkar yang percepatan sudutnya tetap. Gerak Melingkar itu sendiri adalah gerak yang lintasannya berupa lingkaran, sedangkan percepatan sudut adalah perubahan kecepatan sudut dalam satuan waktu tertentu. Jika kecepatan sudutnya meningkat, maka terjadi penambahan kecepatan (percepatan) sehingga percepatan sudutnya bernilai positif (α = +) yang disebut juga sebgai GMBB dipercepat, sedangkan jika kecepatan sudunya menurun, maka akan terjadi pengurangan kecepatan (perlambatan) sehingga percepatan sudutnya bernilai negatif (α = -) yang disebut juga sebagai GMBB diperlambat.

GERAK MELINGKAR BERUBAH BERATURAN (GMBB)

B. CIRI – CIRI GERAK MELINGKAR BERUBAH BERATURAN (GMBB)

• Memiliki lintasan berupa lingkaran
• Gerak benda dipengaruhi oleh gaya sentripetal
• Terjadi perubahan kecepatan sudut pada benda
• Percepatan sudutnya tetap

C. BESARAN – BESARAN FISIKA DALAM GERAK MELINGKAR BERUBAH BERATURAN (GMBB)

1. Sudut

Sudut adalah salah satu besaran yang berupa ruas garis dari satu titik pangkal antar satu posisi ke posisi lainnya. Satuan internasioanal untuk Sudut adalah radian (rad), tetapi satuan yang lebih sering dipakai untuk menggambarkan sudut adalah derajat. Sebuah lingkaran memiliki sudut sebesar 360 derajat. Simbol yang digunakan untuk melambangkan sudut adalah theta (θ). 

RUMUS DAN SATUAN SUDUT

2. Kecepatan Sudut dan Kecepatan Linear

a. Kecepatan Sudut (Kecepatan Anguler)

Kecepatan sudut atau yang juga sering disebut dengan kecepatan anguler adalah sudut yang ditempuh oleh sebuah titik yang bergerak di tepi lingkaran dalam satuan waktu (t) tertentu. Satuan internasional untuk kecepatan sudut adalah rad per detik (rad/s). Simbol yang digunakan untuk melambangkan kecepatan sudut adalah omega (Ω atau ω).

b. Kecepatan Linear (Kecepatan Tangensial)

Kecepatan Linear (Kecepatan Tangensial) adalah salah satu besaran dalam fisika yang menunjukkan seberapa cepat sebuah benda berpindah dari suatu tempat ke tempat lainnya. Satuan internasional yang digunakan untuk kecepatan linear adalah meter per sekon (m/s), tetapi dalam kehidupan sehari-hari di Indonesia, pasti kita lebih sering memakai satuan kilometer per jam (km/jam), sedangkan di amerika lebih sering dipakai mil per jam, (mil/jam). Kecepatan dapat diperoleh dari perkalian antara jarak yang ditempuh dengan waktu tempuh. Simbol dari kecepatan adalah v (huruf kecil).

RUMUS KECEPATAN SUDUT DAN KECEPATAN LINEAR

3. Percepatan Sudut dan Percepatan Linear

a. Percepatan Sudut (Percepatan Anguler)

Percepatan Sudut adalah perubahan kecepatan sudut dalam satuan waktu (t) tertentu). Apabila kecepatan sudut semakin bertambah, maka akan terjadi percepatan (penambahan kecepatan) sudut sehingga percepatan sudutnya positif, sedangkan apabila kecepatan sudutnya berkurang maka akan terjadi perlambatan (pengurangan kecepatan) sehingga percepatan sudutnya negatif. Satuan Internasional untuk percepatan sudut adalah radian per detik kuadrat (rad/s2). Simbol yang digunakan untuk melambangkan percepatan sudut adalah alfa (α).

b. Percepatan Linear (Percepatan Tangensial)

Percepatan linera atau percepatan tangensial adalah paerubahan kecepatan yang terjadi kepada benda tersebut, baik karena pengaruh gaya yang bekerja pada benda ataupun karena keadaan benda. Satuan Internasional untuk kecepatan adalah m/s2 . Simbol yang digunakan untuk melambangkan percepatan linear adalah “a”. Jika perubahan kecepatannya negatif (kecepatan benda menurun) maka disebut dengan perlambatan (a = -), sedangkan jika perubahan kecepatan positif (kecepatannya meningkat) maka disebut dengan percepatan (a = +).

RUMUS PERCEPATAN SUDUT DAN PERCEPATAN LINEAR

4. Waktu Tempuh

Waktu tempuh adalah waktu yang dibutuhkan oleh suatu benda untuk berpindah dari suatu posisi ke posisi yang lain dalam kecepatan tertentu. Satuan Internasional untuk Waktu Tempuh adalah sekon (s), sedangkan simbol yang dipakai untuk melambangkan waktu tempuh adalah t (huruf kecil). Waktu tempuh dapat diperoleh dari hasil pembagian jarak dengan kecepatan.

5. Frekuensi dan Periode

a. Frekuensi

Secara umum frekuensi adalah besaran ukuran jumlah putaran ulang suatu peristiwa dalam waktu tertentu. Dalam gerak melingkar, frekuensi adalah jumlah putaran yang dapat dilakukan suatu benda dalam satu detik. Satuan internasional yang dipakai untuk frekuensi adalah Hertz (Hz). Simbol yang digunakan untuk melambangkan frekuensi adalah f (huruf kecil).

b. Periode

Secara umum Periode adalah waktu yang ditempuh untuk melakukan suatu peristiwa. Dalam gerak melingkar periode adalah waktu yang diperlukan untuk menempuh satu lingkaran. Satuan yang sering digunakan untuk periode adalah detik atau sekon (s). Simbol yang digunakan untuk melambangkan periode adalah T (huruf besar).

RUMUS FREKUENSI DAN PERIODE

6. Radius

Radius atau yang juga sering kita sebut dengan jari – jari lingkaran adalah garis yang menghubungkan titik pusat dengan bagian terluar dari sebuah lingkaran. Satuan yang sering dipakai untuk radius adalah satuan panjang seperti meter (m), sentimeter (cm), kilometer (km), dll. Simbol yang digunakan untuk melambangkan radius adalah r (huruf kecil).

D. RUMUS GERAK MELINGKAR BERUBAH BERATURAN (GMBB)

RUMUS GERAK MELINGKAR BERUBAH BERATURAN (GMBB)

E. CONTOH SOAL DAN PEMBAHASAN GERAK MELINGKAR BERUBAH BERATURAN (GMBB)

Sebuah benda berotasi dengan kecepatan 4 rad/s, jika benda itu berhenti setelah bergerak selama 10 detik, berapa besar percepatan sudut dan sudut yang ditempuh benda ?

Pembahasan :

Diketahui :

ωo = 4 rad/s

t = 10 s

ωt = 0

Ditanya :

α ?

θ ?

Jawab :

Karena kecepatan akhirnya (ωt < ωo) maka terjadi perlambatan, sehingga digunakan tanda negatif (-)dalam rumus yang dipakai :

ωt = ωo – α.t

0   = 4 - 10α

10α = 4

α = 4 / 10

α = 0,4 rad/s2

Nah untuk mencari sudut tempuhnya digunakan rumus berikut :

ωt2 = ωo2 – 2α.θ

(0)2 = (4)2 – (2)(0,4).θ

0 = 16 – 0,8.θ

0,8.θ = 16

θ = 16 / 0,8

θ = 20 radian