Gerak Melingkar

Bagaimanakah konsep gerak melingkar secara umum? Konsep gerak melingkar mengkaji mengenai suatu benda yang bergerak dalam lintasan berbentuk lingkaran. Pemahaman lintasan berbentuk lingkaran tidak harus mempunyai lintasan lingkaran yang utuh. Tetapi bisa sebagian berapa bagiannya dari lingkaran. Sebagai contoh sebuah mobil atau motor yang menikung disebuah belokan, dikatakan bahwa mobil tersebut melakukan gerak melingkar. Pusat kelengkungan dari litasan belokan tersebut bisa saja sangat jauh.

Pembahasan mengenai konsep gerak melingkar sama seperti konsep gerak lurus. Beberapa besaran yang muncul dalam gerak melingkar adalah posisi, kecepatan, percepatan, dan waktu akan berkaitan satu sama lain. Perbedaanya besaran tersebut dihubungkan dengan istilah sudut seperti posisi sudut, perpindahan sudut, kecepatan sudut, dan percepatan sudut.

Posisi Sudut: Perhatikan suatu benda yang menjalani gerak melingkar dengan jejari tertentu. Posisi sudut theta diukur terhadap sumbu-x berlawanan putaran arah jarum jam. Posisi sudut suatu partikel dinyatakan dalam theta, dan rumus perpindahan sudut dapat dituliskan sebagai berikut ini.

Besaran ini mempunyai satuan radian. Dalam sistem sehari-hari biasanya besaran ini mempunyai satuan putaran atau rotasi. Coba pikirkan apakah besaran ini merupakan besaran skalar atau vektor?

Kecepatan Sudut (Angular): Kekeliruan yang sering terjadi pada kecepatan sudut adalah cara menentukan arahnya. Arah kecepatan sudut tidak mengikuti arah putaran melainkan sesuai dengan kaidah tangan kanan. Persamaan yang menyatakan rumusan kecepatan sudut rata-rata dan sesaat dapat dituliskan sebagai berikut.

Omega menyatakan kecepatan sudut (rad/s) atau rpm (rotasi per menit), theta adalah posisi sudut (rad), dan t menyatakan waktu (sekon). Dari persamaan di atas dapat dijelaskan bahwa kecepatan ada ketika ada perpindahan sudut.

Percepatan Sudut: Kecepatan sudut yang berubah setiap saat akan menghasilkan sebuah besaran yang disebut percepatan. Sama seperti besaran kecepatan, besaran ini juga dibedakan menjadi dua yaitu percepatan rata-rata dan sesaat. Kedua rumus percepatan dapat ditulis sebagai berikut ini.

Alpha menyatakan percepatan sudut (rad/s.s), omega adalah kecepatan sudut (rad/s), dan t menyatakan waktu (sekon). Arah percepatan sudut memiliki arah yang sama dengan kecepatan sudut, ditentukan dengan menggunakan kaidah tangan kanan.

Hubungan Besaran Linier dan Sudut: Ketiga besaran di atas yaitu posisi sudut, kecepatan sudut, dan percepatan sudut berkaitan dengan besaran linier seperti posisi linier, kecepatan linier, dan percepatan linier. Hubungan kedua besaran tersebut dihubungkan oleh sebuah besaran jari-jari yang menunjukkan jarak benda terhada sumbu putar.

Keterangan untuk masing-masing besaran linier di atas yaitu posisi linier (s), kecepatan linier (v), dan percepatan tangensial (a). Dalam beberapa kasus, jika ingin menentukan kecepatan dan posisi sudut dari percepatan dapat dilakukan proses integral.

Dalam perhitungan jang lupakan kondisi awal untuk kecepatan sudut awal dan posisi sudut awal karena akan menentukan dalam perhintungan.