Penerapan Gaya Sentripetal Pada Benda Bergerak Melingkar Horizontal

Pada postingan sebelumnya Mafia Online sudah membahas tentang penerapan gaya sentripetal padabenda yang bergerak melingkar secara vertikal. Kali ini Mafia Online kembali membahas penerapan gaya sentripetal yakni pada benda yang bergerak secara horizontal. Sebelum membahas tentang penerapan gaya sentripetal, kamu harus paham dengan pengertian gaya sentripetal, yang sudah dibahas pada postingan sebelumnya. Silahkan baca kembali materi tersebut jika belum pernah memperlajarinya.

 

Jika sudah pernah memperlajarinya, silahkan lanjut mempelajari materi ini. Perhatikan gambar di bawah ini.

Benda bergerak melingkar dengan jari-jari R

Gambar di atas merupakan sebuah bola yang diikat dengan tali yang panjangnya R kemudian diputar secara horizontal. Bola akan bergerak secara melingkar dengan jari-jari R. Pada gerak melingkar secara horizontal akan ada dua gaya yang bekerja yakni tegangan tali (T) dan gaya berat (w). Kedua gaya tersebut bergerak secara tegak lurus. Jika berat bola cukup kecil, dapat kita abaikan. Dengan demikian gaya tegangan tali (T) akan bekerja secara horizontal dan menyediakan gaya yang diperlukan untuk memberikan percepatan sentripetal pada bola. Berdasarkan hukum II Newton pada bidang horizontal akan berlaku:

T = F_s

T = m.a_s

percepatan sentripetal dirumuskan dengan persamaan:

a_s = v²/R

maka persamaan untuk gaya sentripetal menjadi:

T = m. v²/R

 

dengan:

T = tegangan tali (N)

m = massa benda (kg)

v = kecepatan benda (m/s)

R = jari-jari lintasan (m)

 

Untuk memantapkan pemahaman kamu tentang penerapan gaya sentripetal pada benda yang bergerak melingkar secara horizontal, silahkan simak contoh soal di bawah ini.

 

Contoh Soal 1

Sebuah benda yang massanya 2 kg diikat dengan benang yang panjangnya 1 m, kemudian diputar secara horizontal dengan laju tetap 4 m/s. Tentukan percepatan sentripetal dan tegangan tali!

 

Penyelesaian:

m = 2 kg

R = 1 m

g = 10 m/s²

v = 4 m/s

 

Percepatan sentripetal dapat ditentukan dengan menggunakan rumus:

a_s = v²/R

a_s = 4²/1

a_s = 16 m/s²

 

Untuk gerak melingkar horizontal tegangan tali sama dengan gaya sentripetal yakni:

T = Fs

T = m.a_s

T = (2 kg).(16 m/s²)

T = 32 N

 

 

Contoh Soal 2

Dengan bantuan benang yang panjangnya 1 m, sebuah benda yang massanya 200 gram diputar dengan laju tetap 4 m/s. Benang mampu menahan gaya 5 N sebelum putus. Tentukan laju maksimum benda sebelum benang putus!

 

Penyelesaian:

R = 1 m

m = 200 gram = 0,2 kg

v = 4 m/s

T_maks = 5 N

 

T_maks = F_{s (maks)}

Fs _maks = m.a_{s (maks)}

5 = 0,2.a_{s (maks)}

a_{s (maks)} = 5/0,2.

a_{s (maks)} = 25 m/s²

 

a_s = v²/R

v² = a_s.R

v² = 25.1

v = √25

v = 5 m/s

 

Demikianlah artikel tentang penerapan gaya sentripetal pada benda yang bergerak melingkar secara horizontal. Apabila terdapat kesalahan tanda, simbol, huruf maupun angka dalam perhitungan mohon dimaklumi. Terimakasih atas kunjungannya dan sampai jumpa di artikel berikutnya.

TOLONG DIBAGIKAN YA :