bahan ajar fisika - percepatan sentripetal

7/24/2019 Bahan Ajar Fisika - Percepatan Sentripetal

1/10

KI 1 : Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya

KI 2 : Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggung jawab, peduli

(gotong royong, kerjasama, toleran, damai), santun, responsif dan proaktif serta

menunjukkan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam

berinteraksi se!ara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta dalam

menempatkan diri sebagai !erminan bangsa dalam pergaulan dunia"

2"1 Menunjukan sikap sosial dalam melakukan per!obaan dan diskusi kelompok(jujur, peduli, santun)

2"2 Menunjukan sikap ilmiah dalam melakukan dan menyajikan hasil kerja kelompok

(teliti, kritis, tanggung jawab)

KI # :Memahami, menerapkan, menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, prosedural

berdasarkan rasa ingintahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya dan

humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan dan peradaban

terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural

pada bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk

meme!ahkan masalah

3.1 Menjelaskan per!epatan sentripetal

3.2 Menerapkan persamaan per!epatan sentripetal untuk menyelesaikan

permasalahan sederhana

3.3 Menjelaskan gaya sentripetal

3.4 Menerapkan persamaan gaya sentripetal untuk menyelesaikan permasalahan

sederhana dalam kehidupan seharihari"

3.5 Menerapkan persamaan gerak melingkar pada bidang $ertikal dalam

menyelesaikan permasalahan

3.5.1 Menyebutkan minimal dua !ontoh penerapan gerak melingkar pada bidang

$ertikal dan hori%ontal

KI & : Mengolah, menalar dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait

dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah se!ara mandiri dan mampu

menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan"

&"1 Melakukan per!obaan dan diskusi

&"2 Menyajikan hasil per!obaan diskusi kelompok

Kompetensi dasar dan Indikator


2/10

Gerakan motor pada tikungan

Kereta luncur (roller coaster) dan kora-kora (swing

boat)Gerak penumpang pada permainan

ontang anting

Fenomena


3/10

A

Br

r

O

vA

VB

'ika suatu benda yang mengalami gerak melingkar beraturan mempertahankan ke!epatan

tetap yang dimilikinya, berarti ada per!epatan yang selalu tegak lurus dengan arah

ke!epatannya, sehingga lintasannya selalu lingkaran" er!epatan yang diperlukan mengarahke arah pusat lingkaran dan disebut per!epatan sentripetal"

enda bergerak melingkar dengan jarijarir

menempuh

lintasans

, maka berlakurs "=

" *nalog seperti di atas,

jika jarijari lingkaranv

dan benda menempuh lintasanv

maka berlakuvv "=

" er!epatan sentripetal adalah

per!epatan yang tegak lurus dengan ke!epatan linier dan selalu

menuju pusat lingkaran"

ersamaan per!epatan sentripetalnyat

v

t

va

=

= "

karena

t

=

makava "=

"

+ubstitusikan persamaanrv =

sehinggarra

2" ==

r

vas

2

=

atau

ras

2

=

'ika nilaiT

2=

disubstitusikan ke persamaan di atas diperoleh

rT

arT

a ss 2

22&2 =

=

leh karena

fT

1=

maka

rfas22

&=

-ontoh soal:

Valentino Rossi mengendarai motornya melewati suatu tikunganlingkaran yang diameternya 30 m. Berapa percepatan sentripetalmotor jika kecepatan motor 30 m/s?

Diket :s

mvmrmd #./10#. ===

Dit :

""""=sa

Percepatan sentripetal (as)


4/10

Jawa:

( ) 222

3.10

#.sm

m

sm

R

vas ===


5/10

enda yang mengalami gerak melingkar beraturan mengalami per!epatan sentripetal"

Menurut hukum II 4ewton,per!epatan ditimbulkan karena adanya gaya" leh karena itu,per!epatan sentripetal ada karena adanya gaya yang menimbulkannya, yaitu gaya sentripetal"

5aya sentripetal pada gerak melingkar berfungsi untuk merubah arah gerak benda" 5aya

sentripetal tidak mengubah besarnya kelajuan benda" ada hukum II 4ewton dinyatakan

bahwa gaya merupakan perkalian antara massa benda dan per!epatan yang dialami benda

tersebut" +esuai hukum tersebut, hubungan antara per!epatan sentripetal, massa benda dan

gaya sentripetal dapat dituliskan sebagai berikut"

ss amF =karena

rr

vas

2

2

==

,maka

rmr

vmFs

2

2

==

"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" (2)

Keterangan:

6s 7 gaya sentripetal (4)

m 7 massa benda (kg)

as 7 per!epatan sentripetal (ms2

)

v7 ke!epatan linier (ms)

r 7 jarijari gerak melingkar (m)

7 ke!epatan sudut (rads)

-ontoh soal:

!eua" ola ermasa #0 gram diikat dengan seutas tali yangpanjangnya $ meter% kemudian diputar "ori&ontal. Dalam waktu '0sekon terjadi (0 putaran. )itungla" percepatan sentripetal dangaya sentripetal ola terseut.

Jawa:

Diket:m * #0gr * 0%0#kg% r * $m% t * '0s% n * (0put

Dit: as* ...? dan Fs= ...?

Jawa:

sputaran

s

n

tT &,.

0.

2.===

............................

sm

s

m

s

mxx

T

rv 8,10

&,.

29,3

&,.

11&,#22====

Gaya sentripetal (Fs)


6/10

( )2

2

222

&:,2&31

&:,2&3

1

8,10

sm

m

sm

m

sm

r

vas ====

NsmkgmxaF ss 8:,1&&:,2&3,.3,. 2 ===

;ntuk belokan pada sirkuit balap mobil diran!ang sedemikian rupa sehingga pada ke!epatan

tertentu mobil tidak selip walaupun tidak ada gaya gesekan" elokan diran!ang miring

dengan sudut hori%ontal tertentu" ada kelajuan tanpa selip ini gayagaya normal yang

dikerjakan jalan pada tiap ban tegak lurus terhadap permukaan jalan" 5aya normal total pada

mobil

= NFN, komponen hori%ontal dan $ertikal gaya normal adalah

sinN

dan

!osN

jika gesekan antara ban dan jalan dianggap tidak ada

).( =sf

, satusatunya gaya

hori%ontal yang mengarah ke pusat belokan adalahsinN

yang berfungsi sebagai gaya

sentripetal yang diperlukan mobil unuk membelok" 'adi,RvmFN s

2

sin ==

"""""""""""""""""""(a)

Mobil tidak bergerak pada sumbu $ertikal karena gayagaya pada komponen $ertikal dalam

keadaan seimbang"

=.F

sehingga

gmNgmN "!os."!os ==

"""""""""""""""""""""" (b)

dengan membagi persamaan (a) dan (b) diperoleh:

=gm

r

vm

N

N

"!os

sin

2

tan

"tan

2

grvgr

v ==

"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""(#)


7/10

=vbatas kelajuan tanpa selip (ms)

=rjarijari belokan (m)

=gper!epatan grafitasi (ms2)


8/10

1" 5erak benda di luar dinding melingkar

2" 5erak benda di dalam dinding melingkar

Gerak Melingkar pada idang !ertikal


9/10

#" enda dihubungkan dengan tali

-ontoh soal:

1. Seorang pengendara sepeda motor akan mempertontonkan

kebolehannya dengan mengendarai motornya dalam suatu bola

berongga berdiameter 1 m! se"ara melingkar. #a mengendarai

motornya dengan ke"epatan $ km%&am.

a. Berapakah beban yang diterima &ok motor saat motor berada di

bagian atas bola bila berat pengendara ' ( dan g = 1 m%s)?

b. Berapakah ke"epatan minimum motor agar dapat bertahan ber&alan

di bagian atas rongga tanpa &atuh?

Penyelesaian*

+iket *

kg

sm

N

g

wmgmwNw 3

1.

3."3.

2

=====

( ) 2

1./01.2

1

2

11./11,11&.s

mgmdrmds

m!am

kmv =======


10/10

+it *

""""

"""""

min =

=

v

N

,a-ab *

a. Saat berada di atas! berat menu&u ke ba-ah! sedangkan gaya

normal yang diker&akan tempat duduk pengendara menu&u ke

ba-ah. Berdasarkan hukum ## (e-ton*

( )N

s

mkg

m

kgN

gmwwr

vmN

r

vmwN

amF

12,991."3

0

11,113

"""

"

2

2

22

==

===+

=

b. Agar dapat tetap bertahan maka ( =

( )s

mmkgrgvm

rgmvvmrgmvmrw

r

vmwF

.81,80.0"1."""

"""" 222

2

=======

==

bahan ajar fisika - percepatan sentripetal

Documents