200 likes | 648 Views
3.6 Gerak Melingkar Beraturan Sebuah pertikel dikatakan bergerak melingkar beraturan jika lintasannya membentuk suatu lingkaran dengan kelajuan konstan. v p. v py. y. P. v qx. q. p. . Gambar 3.9 Gerak Melingkar Beraturan. v px. . v qy. r. r. v q. . . O. x.
E N D
3.6 Gerak Melingkar Beraturan Sebuah pertikel dikatakan bergerak melingkar beraturan jika lintasannya membentuk suatu lingkaran dengan kelajuan konstan. vp vpy y P vqx q p Gambar 3.9 Gerak Melingkar Beraturan vpx vqy r r vq O x
= Sudut antara • posisi partikel • dgn sumbu y vp= Vektor kecepatan partikel saat berada pada titik p. vpy= Komponen vertikal vektor kec. pada saat berada pada titik p. vpx= Komponen horizantal vektor kec. pada saat berada pada titik p. r= Jari-jari lingkaran vp vpy y vqx q S p vpx vqy vq r r O vq= Vektor kecepatan partikel saat berada pada titik q vpx= Komponen horizantal vektor kec. pada saat berada pada titik p. vpy= Komponen vertikal vektor kec. Pada saat berada pada titik p. x
Besar vektor vp = vq = v vpx = v cos vpy = v sin vqx = v cos vqy= –v sin vp vpy y vqx q S p vpx vqy vq r r O Waktu yang dibutuhkan pertikel untuk untuk bergerak dari titik p ke titik q pada kecepatan konstan adalah x
Percepatan rata-rata partikel yang bergerak dari titik p ke titik q pd arah horizontal adalah vp vpy y vqx q S p vpx vqy vq r r Percepatan rata-rata partikel yang bergerak dari titik p ke titik q pada arah vertikal adalah O x Tanda (–) menunjukkan arah pecepatan menuju ke titik pusat
Percepatan partikel pada titik S adalah (3.6.1) v Gambar 3.10 Vektor kecepatan dan percepatan partikel pada gerak melingkar Gerak Melingkar a a O r v a v
Contoh 3.11 Sebuah satelit berada pada orbit bumi dengan ketinggian 200 km diatas permukaan bumi. Pada ketinggian tersebut percepatan grafitasi bumi adalah 9,20 m/detik2. Jika ukuran jari-jari bumi adalah 6,37 x 106 m, berapakah kecepatan orbit satelit? Penyelesaian Diketahui Percepatan grafitasi = g = 9,20 m/detik2 Jari-jari bumi = RE = 6,37 x 106 m Jarak satelit dengan permukaan bumi h = 200 x 103 m
Didapat : a = g = 9,20 m/detik2 ; r = h + RE = 200 x 103 + 6,37 x 106 m v atau a h RE a v a v
Contoh 3.12 Sebuah pesawat udara terbang ke arah timur sejauh 300 km dari kota A ke kota B dalam waktu 45 menit. Selanjutnya pesawat udara terbang ke arah selatan menuju kota C sejauh 600 km dalam waktu 1,50 jam. Tentukan Vektor perpindahan Vektor kecepatan rata-rata Kelajuan rata-rata Penyelesaian
Vektor perpindahan 300 km ; 45 menit A B 600 km 1,5 jam b) Vektor kecepatan rata-rata 671 km C c) Kelajuan rata-rata
Contoh 3.13 Sebuah kereta bergerak dengan kelajuan konstan 60,0 km/jam ke arah timur dalam waktu 40,0 menit. Selanjutnya kereta berbelok arah sebesar 500 untuk menempuh perjalanan selama 20,0 menit. Setelah itu kereta bergerak ke arah barat selama 50,0 menit. Tentukan kecepatan rata-rata kereta tersebut Penyelesaian
Kelajuan = 60 km/jam = 60 km/60 menit = 1 km/menit 50 menit 50 km C C D D 20 sin 50 = 15 menit 20 menit 20 km =500 =500 20 cos 50 = 13 menit y A A x B B 40 menit 15 km 13 km y x 40 km
50 km C D 20 km 40 km =500 A B Ay = AB + Bx = 40 km + 13 km = 53 km xy = DC = 50 km Ax = Ay – xy = 53 km – 50 km = 3 km Dx = Cy = 15 km 15 km 13 km y x
Latihan Vektor posisi dari sebuah partikel adalah 5,0 i – 5,0 j + 2,0k . Selanjutnya partikel tersebut berada pada vektor posisi –2,0 i + 6,0j + 2,0 k. Tentukan a) Vektor perpindahan dari partikel tersebut! b) Bidang yang sejajar dengan vektor perpindahan! 2. Sebuah perahu bergerak melawan arus dengan kecepatan 14 km/jam relatif terhadap air sungai. Air sungai mengalir dengan dengan kecepatan 9 km/jam relatif terhadap permukaan bumi. Berapakah kec. perahu relatif thd. permukaan bumi? b) Seorang anak yang menumpang perahu berjalan dari depan ke belakang dengan kecepatan 6 km/jam. Berapakah kec. anak tsb relatif thd. permukaan bumi?
Tugas 2 Sebuah perahu bergerak melawan arus dengan kecepatan 14 km/jam relatif terhadap air sungai. Air sungai mengalir dengan dengan kecepatan 9 km/jam relatif terhadap permukaan bumi. Berapakah kec. perahu relatif thd. permukaan bumi? b) Seorang anak yang menumpang perahu berjalan dari depan ke belakang dengan kecepatan 6 km/jam. Berapakah kec. anak tsb relatif thd. permukaan bumi?
vPS = kec. perahu relatif terhadap sungai = –14 km/jam vSB = kec. sungai relatif terhadap bumi = 9 km/jam vAP = kec. anak relatif terhadap perahu vPS = –5 km/jam vSB = 9 km/jam vAB = 1 km/jam Kecepatan perahu relatif terhadap bumi (vPB) vPB = kec. perahu realtif terhadap bumi = vPS + vSB = –14 km/jam + 9 km/jam = –5 km/jam b) Kecepatan anak relatif terhadap bumi (vAB) vAB = kec. anak relatif terhadap bumi = vAP + vPB = 6 km/jam – 5 km/jam = 1 km/jam
atau vPS = kec. perahu relatif terhadap sungai = 14 km/jam vSB = kec. sungai relatif terhadap bumi = –9 km/jam vAP = kec. anak relatif terhadap perahu Kecepatan perahu relatif terhadap bumi (vPB) vPB = kec. perahu realtif terhadap bumi = vPS + vSB = 14 km/jam – 9 km/jam = 5 km/jam b) Kecepatan anak relatif terhadap bumi (vAB) vAB = kec. anak relatif terhadap bumi = vAP + vPB = 6 km/jam – 5 km/jam = 1 km/jam vSB = –9 km/jam vPS = 5 km/jam vAB = –1 km/jam
Latihan Dua kereta api A dan B bergerak pada rel yang sejajar dengan kecepatan masing-masing 70 km/jam dan 90 km/jam. Hitung kecepatan relatif B terhadap A jika Kedua kereta apai bergerak pada arah yang sama Kedua kereta api bergerak pada arah yang berlawanan