GAYA SENTRI PETAL : PENGERTIAN, RUMUS DAN CONTOH SOAL + PEMBAHASAN MUDAH DAN LENGKAP TERBARU

Hallo sobat belajar!!!

Selamat datang Kembali di halaman  https://bloghalamansekolah.blogspot.com/.

Bahasan kita kali ini yaitu tentang gaya sentripetal berikut Pengertian, Rumus serta contoh soal yang dilengkapi dengan pembahasan.

Pada pembahasan sebelumnya, telah dibahas bahwa penyebab dari gerak suatu benda adalah gaya. Dan Sir Isaac Newton adalah orang yang berhasil menganalisi hubungan antara gerak dan gaya dengan melahirkan tiga hukum newton, yaitu hukum newton1, hukum newton 2 dan hukumnewton 3.

Baca Juga :

·        Hukum-Hukum Newton Tentang Gerak Dan Penerapannya Dalam Kehidupan Sehari-hari

·         27 Contoh Soal dan Pembahasan Hukum Newton

Wahana ontang-anting

Ditempat kalian masih sering ada pasar malam bukan? Dan dipasar malam / pasa raya atau festival sering ada wahana permainan dan hiburan yang disebut korsel. 

Dikorsel ada beberapa permainan seperti: Ombak banyu, kuda-kudaan yang berputar atau mobil-mobilan yang berputar. Itu semua merupakan salah satu contoh yang menggunakan konsep gaya sentri petal sehingga kalian bisa berputar pada wahana permainan tersebut.

Contoh lainnya ketika kamu naik Ontang anting yang berputar cepat, rasanya seperti dilempar ke samping, atau ketika kamu naik Rajawali, jika kamu tidak berpegangan kamu pasti akan terpental. Mengapa demikian?

Baca Juga :

Gaya Berat Pengertian & Rumus, Contoh Soal + Pembahasan

Gaya Normal Contoh Soal Beserta Pembahasannya Mudah dan Lengkap

Peristiwa diatas adalahn salah satu contoh gaya sentrifugal !!

Isaac Newton mendeskripsikannya gaya sentripetal sebagai "suatu gaya di mana benda ditarik atau didorong, atau dengan cara apa pun cenderung, menuju suatu titik sebagai pusat". Dalam mekanika Newton, gravitasi memberikan gaya sentripetal yang menyebabkan orbit astronomis.

Gaya sentrifugal ini berkaitan erat dengan gaya sentripetal (gaya yang membuat objek bergerak melingkar).  

baiklah, Untuk lebih jelas lagi, pembahasan kali ini yaitu tentang gaya sentripetal dan sentrifugal.

Salah satu contoh umum lainnya yang melibatkan gaya sentripetal adalah kasus di mana benda bergerak dengan kecepatan seragam di sepanjang jalur melingkar. Gaya sentripetal diarahkan pada sudut siku-siku terhadap gerakan dan juga sepanjang jari-jari menuju pusat jalur melingkar.^[2][3] Deskripsi matematika diturunkan pada 1659 oleh fisikawan Belanda Christiaan Huygens

Pengertian Gaya Sentripetal

Gaya sentripetal adalah gaya yang menyebabkan percepatan sentripetal. Secara umum gaya ini membuat suatu objek bergerak melingkar dengan percepatan sentripetal yang arahnya menuju pusat lingkaran.

Apa pun objeknya, jika ia bergerak dalam lingkaran, ada kekuatan yang bertindak sehingga menyebabkannya menyimpang dari jalur garis lurus, mempercepat ke dalam dan bergerak sepanjang jalur melingkar.

Gaya sentripetal dapat diamati menggunakan kerangka inersial yaitu kerangka yang memiliki kecepatan kosntan atau diam terhadap bumi.

Contoh gerak sentripetal dalam kehidupan sehari hari beserta penjelasannya:

1. Bumi yang mengorbit mengelilingi Matahari. Gaya sentripetal membuat Bumi tetap pada orbitnya.
2. Bandul yang diikat dengan tali yang diputar. Gaya sentripetal membuat bendul tidak lepas.
3. Anak yang bermain ayunan. Gaya sentripetad membuat ayunan bergerak pada  porosnya.
4. Saat mobil menikung, gaya sentripetal pada ban mobil membuat mobil tidak oleng keluar jalan.

 

Rumus Gaya Sentripetal

Gaya sentripetal adalah gaya yang dialami benda yang bergerak melingkar dan mengarah ke pusat lingkaran gerak. Gaya sentripetal ini akan menyebabkan terjadinya percepatan sentripetal.

Karena gaya sentripetal mengarah ke pusat lingkaran, maka percepatan sentripetal juga mengarah ke pusat lingkaran.

Percepatan sentripetal mengubah arah kecepatan linear sehingga lintasan berupa lingkaran. Gerak lurus yang berinteraksi dengan percepatan sentripetal membuat adanya gerak melingkar.

Besar gaya dan percepatan sentripetal pada setiap lintasan tergantung kecepatan anguler dan jari-jari lintasan.  

Gaya sentripetal, yang diukur dalam newton (N) dapat berupa gaya yang berbeda dalam pengaturan yang berbeda, dapat berupa gravitasi, gesekan, tegangan, angkat, tarikan elektrostatik dll

Rumus gaya sentripetal dimulai dari hukum 2 newton :

F = m.a

a=F/m

karena percepatan sentripetal adalah v²/r maka

v²/r = F/m

Sehingga diperoleh ;

F_sentripetal = mv²/r

Karena arahnya selalu ke pusat lingkaran maka diubah menjadi ω (omega) yaitu kecepatan sudut dengan r (jari-jari) lingkaran, maka gaya sentripetal juga dapat ditulis :

F_sentripetal =mrω²

Keterangan :

·         F_sentripetal = gaya sentripetal (n)

·         m = massa (kg)

·         v = kecepatan (m/s)

·         r = jari-jari (m)

·         ω = kecepatan sudut (rad/s)

 

Contoh Soal 1

1.    Di Wahana Korsel pasar raya terdapat permainan bianglala raksasa atau kincir raksasa. Kincir ini berputar sebanyak 5 putaran setiap menit. Hitunglah gaya yang dialami seseoranganak yang memiliki massa sebesar 50 kg duduk dan ikut berputar dengan kincir ini pada radius 15 m dari pusat kincirnya!

 

Pembahasan

Bianglala atau Kincir yang berputar sebanyak 5 putaran tiap menit sehingga tiap detiknya memiliki perbandingan 5/60 = 1/12 putaran. Maka diperoleh frekuensi yaitu 1/12 Hz.

Gaya yang dialami seseorang tersebut adalah gaya sentripetal. Gaya ini mengubah arah kecepatan orang tersebut.

Diketahui :

F=1/12 Hz

R= 15 m

m=50 kg

Ditanya :

F =…. ?

Dijawab :

F = m.a = mv²/r = mω²r = m(2 πf)²r

F = 4 m π²f²r = 4(50)  π² (1/12)²15

F = 125/6  π²  N

2.    Jika jari-jari dan kecepatan benda dilipatduakan apa yang akan terjadi pada gaya sentripetal ?

Pembahasan

 

Gaya sentripetal berbanding lurus dengan kecepatan kuadrat dan berbanding terbalik dengan jari-jarinya. Dengan begitu kecepatan menjadi dua kali maka akan memengaruhi gaya sentripetal menjadi 4 kali.

Dan jika jari-jarinya diperbesaer dua kali maka gaya sentripetalnya menjadi berkurang ½ kali. Sehingga kita memperoleh gaya sentripetal benda sekarang adalah 4 x (1/2) = 2 kali gaya sentripetal mula-mula.

v²=2v₁

r² = 2r₁

maka F2 adalah

F2 = m = m = 2 m = 2 F1

 

Pengertian Gaya Sentrifugal

 

Gaya sentrifugal adalah gaya inersia yang muncul pada setiap objek yang berputar. Gaya ini berlaku dalam kerangka referensi berputar (melingkar).

 

Gaya sentrifugal merupakan lawan dari gaya sentripetal karena yang dilihat adalah efek semu yang ditimbulkan oleh sebuah benda yang melakukan gerak melingkar, atau melihat sistem dari sudut pandang objek yang bergerak.

Mengapa disebut efek semu?

Karena gaya ini tidak disadari dan bisa disebut juga sebagai gaya khayal yang memudahkan kita belajar ilmu fisika dari sudut pandang/kerangka acuan yang berbeda.

Arah gaya sentrifugal selalu menjauhi pusat lingkaran, dan gaya ini memiliki fungsi untuk mengimbangi gaya sentripetal sehingga benda yang bergerak melingkar dalam keadaan setimbang.

Gaya sentrifugal dapat diamati pada kerangka acuan non-inersial. Artinya kita mengamati dari objek, misal kita mengendarai motor dijalur melingkar, nah kita sebagai objeknya dapat mengamati gaya sentrifugal.

Baca Juga :

GAYA GESEK : PENGERTIAN, RUMUS, CONTOH SOAL DAN JAWABAN MUDAH + LENGKAP

Rumus Gaya Sentrifugal

 

Rumus gaya sentrifugal sama dengan rumus gaya sentripetal yang membedakan hanya arahnya saja.

F = ma = m v²/R 

Contoh Soal Gaya Sentrifugal

Sebuah benda berputar seperti tampak pada gambar. Tentukanlah kecepatan linier benda agar θ = 30°. Diketahui panjang tali l = 0.5 m

Pembahasan

Gaya yang membuat berputar adalah gaya sentripetal. Dan gaya yang membuat benda terpental adalah gaya sentrifugal sehingga gaya ini terdiri dari proyeksi tegangan tali ke bidang datar T sin θ.

Gaya-gaya vertical seimbang mg = T sin θ

Diketahui :

θ = 30°

l = 0.5 m

Ditanya :

V ?

Jawab :

F = ma = m v²/R

T sin 30° = m v²/R

T sin 30° = mg

Walau demikian, saat ini gaya sentrifugal dianggap tidak ada, setelah sekarang ditemukan bahwa lawan dari gaya sentripetal adalah kecepatan sudut.

Nah! Demikian tadi penjelasan tentang gaya berat. semoga penjelasan tersebut bisa menambah pengetahuan dan bermanfaat buat kita semua. Silahkan kunjungi simak pembahasan materi lainnya diweb/blog ini.

 

Terima Kasih, atas kunjungannya. Semoga bermanfaat.