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 :
Fs =-Fsf Fs = gaya sentripetal
-Fsf = 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 Fspr =
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.