Kumpulan Rumus Dinamika Partikel Lengkap 2
https://www.fisikabc.com/2017/08/kumpulan-rumus-dinamika-partikel-lengkap-2.html
Daftar Materi Fisika
Advertisement
Rumus Gaya Sentripetal
Gaya sentripetal adalah gaya yang bekerja pada benda yang bergerak melingkar denga arah selalu menuju pusat lingkaran. Gaya sentripetal berfungsi untuk mengubah arah gerak benda tanpa mengubah besar kecepatan linear. Dengan kata lain, gaya sentripetal tidak menyebabkan terjadinya gerak melingkar berubah beraturan (GMBB).
Tanpa adanya gaya sentripetal, maka suatu benda tidak bisa melakukan gerak melingkar. Secara matematis, rumus gaya sentripetal dituliskan dalam bentuk persamaan sebagai berikut.
ΣFs
|
=
|
m
|
v2
|
atau
|
ΣFs = mω2R
|
R
|
Keterangan:
| ||
Fs
|
=
|
Gaya sentripetal (N)
|
m
|
=
|
Massa benda (kg)
|
v
|
=
|
Kecepatan linear (m/s)
|
ω
|
=
|
Kecepatan sudut (rad/s)
|
R
|
=
|
Jari-jari lintasan (m)
|
Penjelasan detail tentang rumus gaya sentripetal, silahkan baca: Kumpulan Rumus Gaya Sentripetal pada Dinamika Gerak Melingkar Lengkap.
Rumus Gerak Melingkar Vertikal
Gerak melingkar vertikal adalah gerak suatu benda yang berputar mengelilingi sumbu-X atau sumbu yang sejajar dengan permukaan bumi. Sebagai contoh, sebuah benda yang diikatkan dengan seutas tali kemudian diputar secara vertikal seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Persamaan gerak benda di masing-masing titik adalah sebagai berikut.
#1 Persamaan Gerak di Titik Tertinggi (A)
T + mg = mv2/R
|
#2 Persamaan Gerak di Titik Atas Membentuk Sudut (B)
T + mg cos θ = mv2/R
|
#3 Persamaan Gerak di Titik Tengah (C)
T = mv2/R
|
#4 Persamaan Gerak di Titik Bawah Membentuk Sudut (D)
T − mg cos θ = mv2/R
|
#5 Persamaan Gerak di Titik Terendah (E)
T − mg = mv2/R
|
Keterangan:
| ||
T
|
=
|
Tegangan tali (N)
|
m
|
=
|
Massa benda (kg)
|
v
|
=
|
Kecepatan linear (m/s)
|
R
|
=
|
Jari-jari lintasan (m)
|
g
|
=
|
Percepatan gravitasi bumi (m/s2)
|
θ
|
=
|
Sudut antara tali dan garis vertikal
|
Rumus Gerak Melingkar Horizontal
Gerak melingkar horizontal adalah gerak suatu benda yang berputar mengelilingi sumbu-Y atau sumbu yang tegak lurus dengan permukaan bumi. Sebagai contoh, sebuah benda yang diikatkan dengan seutas tali kemudian diputar secara horizontal seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Berbeda dengan gerak melingkar vertikal, pada gerak melingkar horizontal, besar gaya sentripetal di semua titik sepanjang lintasan adalah sama. Sehingga hanya menghasilkan satu persamaan gerak yaitu sebagai berikut.
T = mv2/R
|
Keterangan:
| ||
T
|
=
|
Tegangan tali (N)
|
m
|
=
|
Massa benda (kg)
|
v
|
=
|
Kecepatan linear (m/s)
|
R
|
=
|
Jari-jari lintasan (m)
|
Rumus Gerak Benda di Luar Lintasan Melingkar
Yang dimaksud dengan gerak benda di luar lintasan melingkar adalah posisi benda bergerak berada di atas lintasan melengkung berbentuk lingkaran (bukan lingkaran penuh), seperti yang diilustrasikan pada gambar berikut ini.
Karena gambar diagram gaya yang bekerja pada benda saat di titik A dan titik B berbeda, maka persamaan geraknya juga berbeda. Berikut adalah persamaan gerak benda di kedua titik tersebut.
#1 Persamaan Gerak di Titik Tertinggi (A)
N − mg = mv2/R
|
#2 Persamaan Gerak di Titik denga Kemiringan Tertentu (B)
N − mg cos θ = mv2/R
|
Keterangan:
| ||
N
|
=
|
Gaya Normal (N)
|
m
|
=
|
Massa benda (kg)
|
v
|
=
|
Kecepatan linear (m/s)
|
R
|
=
|
Jari-jari lintasan (m)
|
g
|
=
|
Percepatan gravitasi bumi (m/s2)
|
θ
|
=
|
Sudut kemiringan posisi benda
|
Rumus Gerak Benda di Dalam Lintasan Melingkar
Yang dimaksud dengan gerak benda di dalam lintasan melingkar adalah benda bergerak melingkar melewati lintasan yang berbentuk lingkaran penuh seperti yang diilustrasikan pada gambar di bawah ini.
Pada kasus ini ada lima titik yang kita tinjau sama seperti gerak melingkar vertikal di atas. Perbedaan hanya terletak pada eksistensi gaya normal saja. Berikut ini adalah persamaan gerak benda di masing-masing titik.
#1 Persamaan Gerak di Titik Tertinggi (A)
N + mg = mv2/R
|
#2 Persamaan Gerak di Titik Atas Membentuk Sudut (B)
N + mg cos θ = mv2/R
|
#3 Persamaan Gerak di Titik Tengah (C)
N = mv2/R
|
#4 Persamaan Gerak di Titik Bawah Membentuk Sudut (D)
N − mg cos θ = mv2/R
|
#5 Persamaan Gerak di Titik Terendah (E)
N − mg = mv2/R
|
Keterangan:
| ||
N
|
=
|
Gaya normal (N)
|
m
|
=
|
Massa benda (kg)
|
v
|
=
|
Kecepatan linear (m/s)
|
R
|
=
|
Jari-jari lintasan (m)
|
g
|
=
|
Percepatan gravitasi bumi (m/s2)
|
θ
|
=
|
Sudut antara tali dan garis vertikal
|
Baca juga: Rumus Kecepatan Minimum Gerak Melingkar Vertikal.
Demikianlah artikel tentang rangkuman rumus pada materi dinamika partikel lengkap dengan gambar ilustrasi dan diagram gayanya. 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.
