Gerak Melingkar – Materi Fisika Kelas 10

Rumus Gerak Vertikal Atas dan Bawah – Materi Fisika Kelas 10

Halo Sobat Zenius! Kali ini gue akan membahas rangkuman gerak melingkar Fisika Kelas 10, yaitu materi gerak melingkar berubah beraturan, rumus & contoh soalnya. 

Sebenernya, secara gak sadar materi ini sering elo dan gue jumpai di kehidupan sehari-hari lho. Misalnya nih, kalo elo pernah memperhatikan putaran jarum jam. Nah, jarum tersebut terus berputar untuk menentukan waktu (kecuali kalau baterai jam tersebut mati ya, pasti bakal berhenti kok). 

Selain itu, elo tau kan kalau bulan itu bergerak mengelilingi bumi? Atau kalo elo pernah bermain bola kecil yang digantung pada tali, kemudian elo putar talinya.

Nah, semua perputaran tersebut membentuk lintasan dan memiliki pusat di tengahnya. Dan ternyata, masing-masing dari lintasan itu memiliki besaran sudut tersendiri lho.

Di artikel kali ini, gue akan membahas itu dalam rangkuman gerak melingkar Fisika kelas 10. 

Mulai dari pengertian gerakan melingkar, cara perhitungannya, dan yang paling penting ada contoh soal gerak melingkar lengkap dengan pembahasannya. 

Gimana, udah siap? Yuk, langsung baca materi gerak melingkar bawah ini!

Apa Itu Gerak Melingkar?

Sebelum lebih jauh membahas tentang materi gerak melingkar berubah dan beraturan Fisika kelas 10, ada baiknya elo memahami dasarnya dulu. 

Dimulai dari mengenal pengertiannya. Jadi, gerak melingkar atau disebut juga gerak sirkuler adalah pergerakan suatu benda yang membentuk lintasan berupa lingkaran dengan satu sumbu atau titik tetap di tengahnya.

Coba deh elo bayangkan, kira-kira ada faktor apa aja yang membuat suatu benda mengalami gerak melingkar. 

Iya betul, gaya. 

Suatu gerakan bisa berputar, karena ada gaya yang bisa membelokkannya menuju pusat atau sumbu lintasan lingkaran tersebut, gaya ini disebut dengan gaya sentripetal (Fs). 

Nah, di pembahasan ini, elo juga akan mengenal tentang istilah lainnya seperti:

  • frekuensi (f), 
  • periode (T), 
  • kecepatan linear (v), 
  • percepatan sudut (α), 
  • perpindahan sudut (ϴ) dan 
  • kecepatan sudut (ω).

Nah, supaya lebih jelas, coba pahami pengertiannya di bawah ini:

  • Frekuensi (f): banyak putaran yang dihasilkan setiap satu detik.
  • Periode (T): waktu yang dibutuhkan untuk melakukan satu putaran penuh.
  • Kecepatan linear (v) atau kecepatan tangensial: hubungan panjang lintasan linear yang harus ditempuh benda dengan setiap selang waktu tempuhnya.
  • Percepatan sudut (α): laju perubahan kecepatan sudut terhadap waktu.
  • Perpindahan sudut (Δϴ): sudut benda yang bergerak secara melingkar dalam selang waktu tertentu.
  • Kecepatan sudut (ω): besar sudut yang ditempuh benda dalam setiap satuan waktu.

Nah, karena sekarang elo udah mengenal pengertian dari gerak melingkar berubah beraturan dan yang beraturan. 

Sekarang gue akan bahas mengenai berbagai rumus dalam materi ini termasuk rumus gerak melingkar berubah beraturan. 

Tapi sebelum lanjut ke bagian selanjutnya, gue punya informasi penting nih. 

Elo tau gak sih kalo elo ternyata bisa latihan soal tentang GMB dan GMBB lengkap dengan penjelasan komprehensif dalam bentuk video dari tutor-tutor professional. 

Dan selain materi Fisika, elo juga bisa belajar berbagai mata pelajaran. Caranya gampang banget, elo tinggal download aplikasi Zenius dan login dengan klik banner di bawah ini.  

cta banner donwload apps zenius

Download Aplikasi Zenius

Tingkatin hasil belajar lewat kumpulan video materi dan ribuan contoh soal di Zenius. Maksimalin persiapanmu sekarang juga!

icon download playstore
icon download appstore
download aplikasi zenius app gallery

Jenis dan Rumus Gerak Melingkar

Sebelumnya gue udah sempet mention kalau materi ini punya nama materi gerak melingkar berubah dan beraturan Fisika kelas 10.

Nah, sama seperti namanya gerak melingkar itu terdiri dari dua jenis, yaitu gerak melingkar beraturan (GMB) dan gerak melingkar berubah beraturan (GMBB).

Ilustrasi (a) gerak melingkar beraturan dan (b) gerak melingkar berubah beraturan (dok: en.wikipedia.org)
Ilustrasi (a) gerak melingkar beraturan dan (b) gerak melingkar berubah beraturan (dok: en.wikipedia.org)

Rumus Gerak Melingkar Beraturan (GMB)

Gerak melingkar beraturan (GMB) adalah gerakan melingkar yang memiliki kecepatan sudut (ω) tetap, dengan kata lain berarti percepatan sudutnya 0. 

Hal ini dikarenakan arah kecepatan sudutnya sama dengan arah putaran partikel. 

Oh iya, percepatan di sini disebut dengan percepatan sentripetal yang fungsinya adalah mengubah arah kecepatan linearnya, tapi gak mengubah besarannya.

Berikut ini adalah rumus percepatan sentripetal pada gerak melingkar beraturan (GMB):

rumus gerak melingkar

Keterangan:

as: percepatan sentripetal (ms2)
v: kecepatan linear atau tangensial (ms)
r: jari-jari lintasan (m)
ω: kecepatan sudut (rad/s)

Elo perlu ingat, bahwa semakin besar kecepatan linear atau tangensialnya, maka akan semakin besar pula nilai percepatan sentripetalnya. 

Oh iya, arah vektor pada percepatan sentripetal ini menuju pusat lingkaran atau sumbunya ya, tapi vektor kecepatan linearnya lurus. 

Selain itu, kecepatan sudut akan searah dengan putaran benda. Vektor percepatan dan kecepatan linear saling tegak lurus, itulah mengapa percepatan sentripetal dengan kecepatan linear gak sama. 

Begitu pun dengan arah percepatan sentripetal dan kecepatan sudutnya. Karena percepatan sentripetal memiliki arah yang selalu menuju pusat lingkaran atau sumbunya, sedangkan kecepatan sudut sesuai dengan arah putaran benda.

Nah, selanjutnya elo bisa memahami hubungan sudut, kecepatan sudut, frekuensi dan periode pada GMB sehingga menghasilkan rumus-rumus sebagai berikut:

Hubungan sudut, kecepatan sudut, frekuensi dan periode pada GMB (Arsip Zenius)
Hubungan sudut, kecepatan sudut, frekuensi dan periode pada GMB (Arsip Zenius)

Nah, kalau udah tau mengenai hubungan mereka, gimana kalau elo mau mencari kecepatan sudut dengan menggunakan rumus kecepatan sudut gerak melingkar?

Dalam GMB kecepatan sudut didapatkan dari hubungan panjang lintasan linear yang harus ditempuh benda dengan setiap selang waktu tempuhnya (v) dibagi dengan jari-jari (r).

Gerak Melingkar - Materi Fisika Kelas 10 9
Rumus kecepatan sudut gerak melingkar dan kecepatan linear. (Arsip Zenius)

Perlu elo ingat juga kalau jumlah putaran tiap waktu pada gerak melingkar beraturan disebut frekuensi. Lebih tepatnya frekuensi ini adalah banyaknya putaran yang ditempuh tiap detik. 

Sedangkan periode adalah waktu yang dibutuhkan suatu benda untuk berputar satu putaran penuh. 

Misalnya ada soal GMB yang menanyakan putaran dalam satu menit, artinya elo tinggal cari frekuensi terus dikali 60 detik (second).

Rumus Gerak Melingkar Berubah Beraturan (GMBB)

GMBB atau gerak melingkar berubah beraturan adalah gerakan melingkar yang memiliki kecepatan sudut yang berubah secara konstan dan percepatan sudut konstan.

Dengan begitu GMBB bisa dibilang gerakan dari suatu benda yang menempuh lintasan melingkar dengan kecepatan sudut yang berubah-ubah, namun percepatan sudutnya tetap. 

Pada GMBB, kecepatan tersebut akan meningkat apabila searah dengan percepatannya. Sebaliknya, kecepatan akan menurun ketika berlawanan dengan perubahan percepatannya.

Kalau pada GMB percepatan dinamakan sentripetal, lain halnya dengan GMBB yang percepatannya dinamakan dengan percepatan tangensial. 

Pada percepatan tersebut terjadi perubahan besar kecepatan linear secara beraturan. Arahnya bisa sama atau berlawanan dengan arah kecepatan linear. Begini persamaan percepatan tangensial pada GMBB:

αt = α.r

Secara sistematis, rumus gerak melingkar berubah beraturan (GMBB) adalah sebagai berikut:

rumus gerak melingkar berubah beraturan

Keterangan:

ϴ : besar sudut lintasan melingkar yang ditempuh.
ωt : kecepatan sudut akhir.
ωo : kecepatan sudut awal.
α : percepatan sudut.
: waktu tempuh.

Contoh Soal dan Pembahasan

Nah, karena elo udah membaca mengenai rangkuman gerak melingkar Fisika kelas 10. Rasanya kurang afdol kalo gak ada contoh soal gerak melingkar beraturan dan berubah beraturan. 

Udah gak sabar kan? Langsung aja siapkan alat tulis supaya bisa langsung praktik mengerjakan soalnya, yuk!

Contoh soal 1

Sebuah benda bergerak melingkar dengan percepatan sudut 2 rad/s2. Jika mula-mula benda diam, tentukan kecepatan sudut benda setelah 2 sekon dan sudut tempuh setelah 5 sekon!

Pembahasan 1

pembahasan soal gerak melingkar

Contoh soal 2

Perhatikan gambar di bawah ini! Tentukan kecepatan sudut roda kedua!

contoh soal dan pembahasan gerak melingkar

Oke, itu tadi penjelasan gue tentang rangkuman gerak melingkar Fisika kelas 10 dan contoh soalnya. 

Meskipun mungkin materi ini adalah materi yang baru elo pelajari di SMA kelas 10, pastikan elo memahami konsepnya dan rumus gerak melingkar ini yah. Soalnya elo akan menemukan materi ini lagi di kelas 12 atau bahkan diujikan di UTBK SBMPTN.

Kalo elo pengen belajar materi Fisika lain, Zenius punya segudang materi dan contoh soal lengkap dengan pembahasan dari para tutor Fisika profesional. Kalo penasaran langsung klik banner di bawah ya!

pengukuran

Dan semisal elo ingin mempelajari materi yang satu ini lebih dalam lagi, elo bisa banget belajar lewat video pembahasan dari Zenius.

Untuk mengaksesnya, elo tinggal klik banner di bawah ini, ya! Kemudian, ketikkan materi pelajaran yang ingin elo pelajari di kolom pencarian.

Pelajari materi Fisika di video materi belajar Zenius

Baca Juga Artikel Fisika Lainnya

Gerak Parabola

Gelombang Cahaya

Gelombang Mekanik

Originally Published: March 31, 2021
Update by: Sabrina Mulia Rhamadanty

Bagikan Artikel Ini!