ILMUPELAJARAN.COM Kumpulan Informasi Bermanfaat
Pengertian Gerak Melingkar Beraturan, Ciri-ciri, Rumus & Variabel GMB. Definisi GMB, ciri-ciri, dan rumus variabel GMB. Kita pasti sudah sering melihat pergerakan-pergerakan melingkar pada sebuah benda. Sebagai contoh apakah kalian pernah mengamati gerak roda berputar? Atau pernah menaiki wahana permainan bianglala? Tahukah kalian, bahwa kedua hal tersebut memiliki kemiripan. Yakni pergerakan yang dilakukan adalah berupa sebuah lintasan berupa lingkaran.
Pembelajaran mengenai bentuk lintasan berupa lingkaran ini masuk ke dalam materi keilmuan Gerak Melingkar Beraturan atau juga bisa disingkat dengan GMB.
Kita sangat perlu mengetahui pemahaman akan GMB, karena banyak sekali benda-benda yang bergerak disekitar kita menggunakan teori gerak melingkar beraturan, begitupun dengan soal-soal disekolah yang juga menyisipkan materi ini di dalamnya. Kalian akan sering menemui istilah-istilah baru ketika mempelajari gerak melingkar seperti kecepatan sudut (ω), frekuensi sudut (ϝ), dan percepatan sudut (α).
Pengertian Gerak Melingkar Beraturan
Gerak Melingkar Beraturan (GMB) adalah gerak melingkar dengan besar kecepatan sudut tetap. Besar Kecepatan sudut diperoleh dengan membagi kecepatan tangensial dengan jari-jari lintasan. Sekarang mari kita membahas mengenai pengertian konsep Gerak Melingkar Beraturan.
Perbedaan Konsep GMB dengan Gerak Lurus Beraturan
Sebenarnya konsep gerak ini hampir mirip dengan dengan konsep Gerak Lurus Beraturan yang biasa dikenal sebagai GLB. Kita sendiri juga sudah tahu bahwa gerak lurus beraturan adalah gerak suatu benda yang menempuh lintasan garis tertentu yang lurus dengan kelajuan yang juga tetap. Pada gerak lurus beraturan, besar kecepatan atau kelajuan maupun arah kecepatan adalah tetap. Sedangkan dalam Gerak Melingkar Beraturan, gerak pada suatu benda akan menempuh lintasan berbentuk melingkar dengan kelajuan atau besar kecepatan yang tetap. Ini berarti bahwa percepatan sudut pada pergerakannya adalah nol. Jadi, lintasan yang melingkar ini adalah yang membedakan Gerak Lurus Beraturan dengan Gerak Melingkar Beraturan.
BACA JUGA: PENGERTIAN GRAVITASI, RUMUS PERSAMAAN, TETAPAN DAN MEDAN GRAVITASI
Ciri-ciri Gerak Melingkar Beraturan
Berikut ini adalah ciri-ciri GMB, yaitu:
- Benda yang bergerak memiliki lintasan putar yang berupa lingkaran.
- Pergerakan dipengaruhi oleh gaya sentripetal.
- Perpindahan yang terjadi memiliki kecepatan sudut yang tetap atau konstan
- Benda yang bergerak memiliki percepatan sentripetal yang dapat berubah-ubah.
Variabel Gerak Melingkar Beraturan
Pada aktivitas gerak melingkar beraturan, didalamnya terdapat variabel-variabel yang penting dan perlu kita pahami. Variabel-variabel tersebut adalah:
- Periode dengan simbol T
- Frekuensi dengan simbol f kecil
- Kecepatan linier dengan simbol v kecil
- Kecepatan sudut dengan simbol ω
- Percepatan sudut dengan simbol α
- Perpindahan sudut dengan simbol θ
- Kecepatan sudut rata-rata
- Periode dengan simbol T besar
Periode dan Frekuensi
Periode sendiri adalah selang waktu yang dibutuhkan oleh suatu titik materi pada benda yang bergerak berputar terhadap satu poros tertentu dalam menempuh satu kali putaran atau satu kali gerakan melingkar. Sedangkan Frekuensi adalah banyaknya putaran yang dapat dilakukan oleh sebuah titik materi kepada benda yang bergerak berputar terhadap suatu poros tertentu yang berada dalam selang waktu detik atau sekon. Keduanya memiliki hubungan matematis yang saling berhubungan, yaitu sebagai berikut:
Misalkan kita ambil sebuah contoh yaitu waktu yang dibutuhkan sebuah benda untuk melakukan satu kali putaran adalah 2 sekon. Maka kita dapat mengatakan bahwa periode putaran benda tersebut adalah 2 sekon.
BACA JUGA: PENGERTIAN ATOM DAN MODEL TEORI ATOM
Kecepatan Linier
Memiliki simbol v kecil. Kecepatan linier adalah hasil dari bagi panjang lintasan linier yang telah ditempuh partikel, dengan selang waktu tempuhnya sendiri. Rumusan matematis dari kecepatan linier adalah sebagai berikut:
Kecepatan Sudut
Variabel selanjutnya adalah kecepatan sudut yang disimbolkan ω. Ini adalah merupakan hasil bagi sudut pusat yang ditempuh oleh sebuah partikel dengan selang waktu tempuhnya sendiri. Rumusan matematis dari kecepatan sudut adalah sebagai berikut:
Hubungan Kecepatan Sudut dengan Kecepatan Linear
Kecepatan Linear dapat juga disebut sebagai Kecepatan Tangensial. Variabel ini adalah salah satu besaran yang ada dalam ilmu fisika. Ditujukan untuk menunjukkan seberapa cepat sebuah benda dapat berpindah dari sebuah tempat ke tempat lain. Variabel ini juga sebenarnya masih memiliki hubungan matematis dengan kecepatan sudut. Dimana secara matematis adalah sebagai berikut:
Kecepatan linier memiliki satuan internasional yang digunakan, yaitu meter per sekon atau kita biasa menyingkatnya menjadi m/s. Namun, dalam kehidupan sehari-hari terutama di negara kita Indonesia, orang-orang lebih sering memakai satuan kilometer per jam atau biasa kita singkat menjadi km/jam. Sedangkan jika di Amerika, orang-orang akan lebih sering memakai mil per jam atau bisa juga disingkat menjadi mil/jam. Kecepatan bisa diperoleh dari hasil perkalian antara jarak yang ditempuh terhadap waktu tempuhnya.
BACA JUGA: PENGERTIAN TERMODINAMIKA ADALAH, PENJELASAN PRINSIP, SISTEM, KEADAAN & HUKUM DASAR
Perpindahan Sudut
Memiliki simbol Δθ. Ini merupakan sudut yang disapu oleh sebuah garis radial. Dimulai dari posisi awal garis θo menuju ke posisi akhir garis θ. Tentu saja ini dengan masih memperhatikan Δθ = θ- θo. Arah dari perpindahan sudutnya adalah sebagai berikut:
- Δθ > 0 adalah sebagai putaran yang berlawanan dari arah jarum jam.
- Δθ < 0 adalah sebagai putaran yang searah dari jarum jam.
Satuan standar untuk Δθ adalah rad.
Nilai konversi sudut yang berada pada perpindahan sudut adalah seperti berikut ini:
Derajat, putaran, dan radian adalah merupakan besaran yang diketahui tidak memiliki dimensi. Didalam teori gerak melingkar juga mendefinisikan kecepatan sudut sebagai hasil bagi dari perpindahan sudut dengan satu selang waktu tertentu. Secara matematis, kecepatan sudut rata-rata adalah sama dengan jumlah perpindahan sudut dalam selang waktu tertentu.
Arah kecepatan dari sudut ω dapat diketahui sebagai berikut:
- ω > 0 adalah untuk putaran yang berlawanan dari arah jarum jam
- ω < 0 adalah untuk putaran searah dengan jarum jam.
Satuan standar internasional untuk ω adalah rad/s.
BACA JUGA: PENGERTIAN GAYA, HUKUM NEWTON DAN MACAM GAYA
Percepatan Sentripetal dan Sesaat
Di dalam kondisi suatu gerak melingkar beraturan atau GMB, terdapat nilai dari suatu percepatan. Percepatan ini selalu bergerak tegak lurus terhadap kecepatan liniernya sendiri. Dan pergerakannya akan mengarah ke pusat lingkaran. Gerak arah ini juga dapat disebut sebagai percepatan sentripetal. Kata sentripetal sendiri diambil dan berasal dari kata bahasa Yunani, yang memiliki arti yaitu mencari pusat. Pada partikel yang melakukan gerakan melingkar beraturan, laju liniernya adalah konstan. Namun tetap saja partikel yang ada masih mengalami percepatan sentripetal. Adapun percepatan sentripetal tersebut dapat dirumuskan secara matematis sebagai berikut:
Percepatan juga ada yang disebut sebagai percepatan sesaat. Ini adalah percepatan yang perubahan kecepatannya dalam waktu yang amat sangat singkat atau cepat sekali. Seperti halnya ketika menghitung kecepatan sesaat, jika kita ingin menghitung percepatan sesaat, kita juga tetap perlu mengukur perubahan kecepatan yang terjadi dalam selang waktu yang bisa dibilang hampir mendekati nol. Rumus percepatan sesaat adalah sebagai berikut:
