Loading...

Rumus Kecepatan Maksimum Di Tikungan Datar Agar Tidak Slip

Loading...
Advertisement
Bagi kalian penggemar MotoGP tentunya kalian sudah tidak asing dengan gambar pembalap di bawah ini. Dia adalah salah satu rider terbaik asal Spanyol bernama Marc Marquez, juara MotoGP musim 2016 lalu. Dalam race yang dapat kalian tonton secara live di televisi, mungkin tidak sedikit para rider yang tergelincir saat menikung di jalan melengkung. Tahukah kalian apa sebabnya?

Rumus Kecepatan Maksimum Di Tikungan Datar horizontal Agar Tidak Slip
Ada banyak faktor yang menyebabkan para pembalap MotoGP tergelincir atau slip saat menikung di jalan melengkung, di antaranya adalah kondisi jalan licin saat basah, kondisi ban yang sudah aus, sudut kemiringan motor dan pembalap dengan jalan, bersenggolan dengan pembalap lain serta kecepatan maksimum saat di tikungan.

Lalu sekarang yang menjadi pertanyaannya adalah berapakah kecepatan maksimum yang diperbolehkan saat menikung di jalan melengkung agar tidak slip? Untuk mengetahui jawabannya, silahkan kalian simak baik-baik penjelasan berikut ini.
cara menentukan Rumus Kecepatan Maksimum Di Tikungan Datar horizontal Agar Tidak Slip atau tergelincir
Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan v melewati sebuah tikungan datar horizontal. Bentuk tikungan melengkung dengan jari-jari sebesar R seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas. Pada saat berada di tikungan, komponen gaya yang bekerja pada mobil tersebut adalah sebagai berikut.

Pada sumbu vertikal
ΣF = ma
 w = ma
Karena dalam arah vertikal tidak terjadi gerak, maka percepatan sama dengan nol (a = 0) sehingga
 w = 0
N = w
N = mg ………. Pers. (1)

Pada sumbu horizontal
Pada sumbu horizontal, hanya ada gaya gesek statis f. Karena gaya gesek ini bekerja pada arah radial (berhimpit dengan jari-jari lintasan) dan menuju pusat lingkaran, maka gaya gesek bertindak sebagai gaya sentripetal positif. Tentunya kalian sudah mengetahui bahwa gaya gesek statis memiliki nilai maksimum μsN.

Oleh karena itu, supaya mobil tidak slip saat melewati tikungan maka kelajuan mobil tidak boleh menghasilkan gaya sentripetal yang lebih besar daripada nilai gaya gesekan maksimum. Dengan kata lain, gaya gesekan maksimum membatasi kelajuan maksimum mobil. Kelajuan maksimum ini diperoleh dengan menggunakan Hukum II Newton pada gerak melingkar sebagai berikut.
ΣFs = mas
fs = mas
μsN = mas
Dari persamaan (1) kita dapatkan nilai N = mg, sehingga persamaan di atas menjadi seperti berikut.
μsmg = mas
karena as = v2/R, maka
μsmg
=
m
v2
R
μsgR
=
v2
Sehingga kita peroleh rumus kecepatan maksimum di tikungan datar agar tidak slip adalah sebagai berikut.
vmaks
=
μsgR
………. Pers. (2)

Keterangan:
vmaks
=
Kecepatan maksimum (m/s)
μs
=
Koefisien gesek statis
R
=
Jari-jari lintasan (m)
g
=
Percepatan gravitasi bumi (m/s2)

Agar kalian dapat memahami penerapan rumus kecepatan maksimum di atas, silahkan kalian pahami dua contoh soal dan pembahasannya berikut ini.
Contoh Soal #1
Sebuah sepeda motor membelok pada tikungan berbentuk busur lingkaran dengan jari-jari 10 meter. Jika koefisien gesekan statik antara roda dan jalan adalah 0,25 dan g = 10 m/s2, maka kecepatan motor terbesar yang diizinkan adalah…
Jawab
Diketahui:
R = 10 m
μ= 0,25
g = 10 m/s2
maka dengan menggunakan persamaan (2), kecepatan terbesar dapat ditentukan dengan cara sebagai berikut.
vmaks = μsgR
vmaks = (0,25)(10)(10)
vmaks = 25
vmaks = 5 m/s
Dengan demikian, kecepatan motor terbesar yang diizinkan (agar tidak tergelincir) adalah sebesar 5 m/s.

Contoh Soal #2
Sebuah mobil melintasi tikungan datar berjari-jari 50 m dengan kelajuan 54 km/jam. Apakah mobil akan belok atau tergelincir jika:
a) Jalannya kering dengan koefisien gesekan statis μ= 0,6
b) Jalannya sedikit licin dengan koefisien gesekan statis μ= 0,2
Jawab
Pada kasus ini diketahui R = 50 m, v = 54 km/jam = 15 m/s maka
a) untuk μ= 0,6
vmaks = μsgR
vmaks = (0,6)(10)(50)
vmaks = 300
vmaks = 17,32 m/s
karena kelajuan mobil v = 54 km/jam = 15 m/s lebih kecil daripada kelajuan maksimum, maka mobil akan berbelok dengan aman (tidak tergelincir).
b) untuk μ= 0,2
vmaks = μsgR
vmaks = (0,2)(10)(50)
vmaks = 100
vmaks = 10 m/s
karena kelajuan mobil v = 54 km/jam = 15 m/s lebih besar daripada kelajuan maksimum, maka mobil akan tergelincir.
Referensi:

Demikianlah artikel tentang cara menentukan rumus kecepatan maksimum di tikungan datar horizontal beserta gambar ilustrasi dan diagram gayanya dilengkapi contoh soal dan pembahasan. Semoga dapat bermanfaat untuk Anda. Apabila terdapat kesalahan tanda, simbol, huruf, ataupun angka dalam perhitungan, mohon informasikan kepada kami via Contact Us. Terimakasih atas kunjungannya dan sampai jumpa di artikel berikutnya.

Post a Comment

  1. klo misalkan ada massanya di truh dimana???

    ReplyDelete
  2. klo misalkan ada massanya di truh dimana???

    ReplyDelete
    Replies
    1. massa tidak digunakan kak Aulia, karena memang tidak mempengaruhi besar kecapatan.

      Delete
  3. terima kasih kak, saya baru tahu ternyata rumusnya sangat simpel :D

    ReplyDelete

Mohon berkomentar secara bijak dengan bahasa yang sopan dan tidak keluar dari topik permasalahan dalam artikel ini. Dan jangan ikut sertakan link promosi dalam bentuk apapun.
Terimakasih.

emo-but-icon

Home item

Materi Terbaru