Hubungan Roda-roda yang Berputar Beraturan

Setelah kita memahami konsep GMB dan GMBB, tiba saatnya kita untuk mengenal serta mempelajari hubungan roda-roda yang berputar. Ada tiga hal yang akan dibahas di sini, yaitu hubungan dua roda pada satu poros, dua roda yang dihubungkan dengan tali dan dua roda yang saling bersinggungan.

Untuk penjabarannya silahkan simak ulasan berikut!

1. Roda A dan roda B satu poros yang melekat antara satu dengan yang lainnya



Pada kasus diatas, kecepatan sudut antara roda A dan roda B adalah sama. Sehingga bisa didapatkan hubungan sebagai berikut:

ω_A = ω_B
v_A/r_A = v_B/r_B
v_A . r_{B =} v_B . r_B

2. Roda A dan Roda B yang dihubungkan dengan tali



Pada kasus diatas, kecepatan linear antara roda A dan roda B adalah sama. Sehingga bisa didapatkan hubungan sebagai berikut:

v_A = v_B
ω_A . r_{A =} ω_B . r_B
3. Roda A dan Roda B yang saling bersinggungan

Pada kasus diatas, kecepatan linear antara roda A dan roda B adalah sama. Sehingga bisa didapatkan hubungan sebagai berikut:

v_A = v_B
ω_A . r_{A =} ω_B . r_B

<< kembali ke materi gerak melingkar

Gerak Melingkar Berubah Beraturan (GMBB)

Gerak melingkar berubah beraturan (GMBB) seperti kita ketahui sebelumnya pada pembahasan gerak melingkar, didefinisikan sebagai suatu gerak yang lintasannya berupa lingkaran dengan nilai kecepatan yang berubah-ubah secara beraturan tiap waktunya. 

Keteraturan perubahan kecepatan disebabkan karena nilai dari percepatan sudutnya adalah konstan.

Percepatan sudut (α) dan Percepatan Tangensial/Linear (a)

Pada GMB kita tidak akan mengenal yang namanya percepatan, baik itu percepatan sudut ataupun percepatan linear. Toh nilai percepatannya saja sama dengan nol. Namun pada GMBB, besar percepatan, baik sudut ataupun linear ada nilainya. Ya meskipun nilai percepatannya adalah konstan.

 

Oke, kita bahas berkaitan dengan percepatan sudut terlebih dahulu. Percepatan sudut dari namanya jelas, yaitu besar percepatan yang dilakukan oleh sebuah benda untuk menyapu seluruh sudut yang dilalui. Sedangkan percepatan linear adalah percepatan yang arah serta letaknya terdapat pada lintasan yang dilalui.

Nah kedua jenis percepatan ini bisa saling berhubungan dengan mempergunakan persamaan berikut:

a = r . α

dimana, a adalah percepatan linear/tangensial (m/s²), α adalah percepatan sudut (rad/s²) dan r adalah jari-jari lingkaran (m).

Analogi Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) dengan Gerak Melingkar Berubah Beraturan (GMBB)

Pada dasarnya persamaan GMBB hampir sama dengan GLBB, yang berbeda cuman terletak pada jenis kecepatan, perpindahan dan percepatannya saja. Nah berikut analogi dari persamaan gerak melingkar berubah beraturan dan gerak lurus berubah beraturan:

Besaran Linear	Besaran Sudut
vt = v0  ± at	ωt = ω0  ± αt
s = v0t ± 1/2 at2	θ = ω0t ± 1/2 αt2
vt2= v02 ± 2as	ωt2= ω02 ± 2aθ

Keterangan:

ω_t  = kecepatan sudut saat t sekon (rad/s)
ω₀ = kecepatan sudut saat t = 0 sekon (rad/s)
α   = percepatan sudut (rad/s²)
θ   = sudut tempuh (rad)


<< Kembali ke materi gerak melingkar

Gerak Melingkar Beraturan (GMB)

Seperti pada pembahasan sebelumnya, pada konsep gerak melingkar, GMB didefinisikan sebagai suatu gerak dengan kecepatan sudut konstan dan arah serta lintasannya berupa lingkaran.

Nah jika kita sudah memahami definisi serta masksud dari GMB, alangkah lebih baiknya kita kaji terlebih dahulu istilah-istilah yang nantinya akan sering kita temui pada pembahasan GMB. Setidaknya hal ini akan memudahkan kita untuk menguasi konsep gerak melingkar beraturan.

Untuk ulasannya sendiri adalah sebagai berikut:

1. Kecepatan Linear (v) dan kecepatan sudut (ω)

Kecepatan linear maksudnya adalah besar kecepatan pada lintasan yang ditempuh. Sedangkan kecepatan sudut adalah besarnya sudut yang ditempuh tiap satuan waktu.

Masih bingung? Perhatikan gambar di bawah ini.

Dari ilustrasi gambar diatas, kita bisa membuat kesimpulan bahwa yang dimaksud linear disini adalah terletak pada lintasannya. Sehingga kecepatan linear adalah besar kecepatan pada arah lintasannya (kulitnya).

Sedangkan kecepatan sudut sendiri, berdasarkan gambar diatas adalah besar kecepatan untuk menyapu seluruh bagian sudut dari keadaan awal sampai akhir. 

Adapun rumus untuk menentukan besar kecepatan linear dan kecepatan sudut adalah:

Keterangan tambahan:

1 putaran penuh = 360 rad atau 2π rad

Nah untuk hubungan antara kecepatan linear dan kecepatan sudut adalah:

v = ω . r

dimana, r adalah jari-jari lingkaran (m).

2. Periode (T) dan Frekuensi (f)

Periode didefinisikan sebagai besar selang waktu yang diperlukan untuk satu kali putaran. Sedangkan frekuensi didefinisikan sebagai banyaknya putaran tiap satuan waktu.

Adapun rumus untuk menentukan periode dan frekuensi adalah sebagai berikut:

T = t/n dan f = n/t

keterangan:

T = Periode (s)

f = Frekuensi (Hz)

n = jumlah putaran

t = waktu (s)

Nah untuk hubungan antara periode dan frekuensi bisa ditentukan dengan persamaan, T = 1/f.

Kembali ke materi gerak melingkar >>