Mari Belajar FISIKA

GERAK MELINGKAR BERATURAN

I.                   TUJUAN

-               Memahami aplikasi Gerak Melingkar Beraturan melalui kegiatan praktikum

-     Mendalami materi GMB dengan melakukan langkah percobaan dan menjawab soal-soal pertanyaan

II.                TEORI

Gaya yang terdapat dalam gerak melingkar beraturan ada 2, yaitu gaya sentripetal dan gaya sentrifugal. Keduanya merupakan gaya yang seimbang, karena kedua gaya ini selalu menuju dan menjauhi titik pusatnya. Hal ini merupakan salah satu fungsi yang mengakibatkan suatu benda dapat begerak melingkar, sehingga :

F_s =-F_sf                               F_{s     = gaya sentripetal}

                                  -F_{sf  = gaya sentrifugal}

Rumus:

GMB adalah suatu gerak yang lintasannya berbentuk lingkaran dengan kelajuan tetap.

Periode adalah selang waktu yang diperlukan oleh suatu benda untuk menempuh satu kali melingkar/putaran. Frekuensi adalah banyaknya putaran yang dapat dilakukan oleh suatu benda dalam selang waktu 1 sekon.

Pada gerak melingkar beraturan, besar kecepatan linear v tetap, karenanya besar kecepatan sudut juga tetap.

III.             Alat dan Bahan

-          Selongsong bolpen standart, besi pemberat, segelas air, dan tali

-          Caliper, meteran dan stopwatch

IV.             Langkah percobaan

1.      Susun alat seperti selongsong bolpen, tali, dan besi pemberat

2.      Dengan beban gantung 4 butir besi yang tetap, dan lalu memutar alat agar melingkar beraturan

3.      Setelah beraturan, lalu atur waktu 10 kali putaran (t) dan tentukan periodenya (T). Benang jangan ditahan oleh tangan/jari, tetapi dibiarkan bergerak bebas berayun.

4.      Setelah 10 kali putaran, tahan tali agar jari-jari R tidak berubah , ukur panjang R.

5.      Lali ulangi percobaan ini sebanyak 5 kali dengan R yang berbeda-beda.

V.                Data Pengamatan

Percepatan gravitasi Bumi (g) = 9,8 m/s2

Percobaan	Waktu untuk 10 putaran t (sekon)	Periode T (sekon)	Jari-jari R (cm)	Massa, beban putar, mp (gr)		Massa beban gantung, Mg (gr)
1	4,87 s	0,487 s	15 cm		50 gr	200 gr
2	5,30 s	0,53   s	20 cm		50 gr	200 gr
3	5,71 s	0,571 s	30 cm		50 gr	200 gr
4	5,82 s	0,582 s	40 cm		50 gr	200 gr
5	6,53 s	0,653 s	50 cm		50 gr	200 gr

VI.             Pertanyaan

1.      Hitunglah kecepatan sudut benda putar dari setiap percobaan!

                     

2.      Hitunglah kecepatan linier benda putar dari setiap percobaan !

Jawab :

                       

3.      Hitunglah percepatan sentripetal benda putar dari setiap percobaan ! Berapa Rata-ratanya !

4.      Hitunglah gaya sentripental benda putar tersebut !

Jawab :

Fs        = As x m

            =  36,41 x 0,05

            = 1,82 N

5.      Sesuai hokum Newton, besar gaya sentripetal sama dengan gaya tegangan tali. Carilah besar tegangan tali (sama dengan berat beban gantung ) dan bandingankan besarnya  dengan gaya sentripetal ( seharusnya sama ). Jelaskan mengapa ada perbedaan !

Jawab :

                        T = m x g = 0,05 kg x 10 m/s² = 0,5 N

Dibandingngkan dengan F_spr = 1,82 N hasilnya berbeda karena banyak hal yang mempengaruhi ketidaksuaian hasil yaitu :

1.      Kesalahan pengukuran waktu, jari-jari, dan lain sebagainya.

2.      Kecepatan putaran tidak konstan.

3.      Perubahan jari-jari yang tidak disadari.

VII.          Kesimpulan

Ketika air didalam gelas diputar dengan kecepatan rendah benda dan mudah tidak stabil dan tumpah, jumlah volume air didalam gelas harus diimbangi dengan kecepatan putaran, semakin banyak volume  air kita harus memberikan kecepatan putaran lebih besar darai pada volume air yang sedikit.