Beban bermassa 0,2 kg diikat dengan tali sepanjang 30 cm, lalu diputar secara vertikal sehingga membentuk lintasan lingkaran. Jika kecepatan linier beban 6 m/s

Mata pelajaran: Fisika   

Kelas: 10 SMA

Kategori: gerak melingkar beraturan

Kata kunci: melingkar vertikal, gerak melingkar, diputar vertikal

Kode kategori berdasarkan kurikulum KTSP: 10.6.1

Jawaban:

 

Diketahui: 
m = 0,2 kg 
v = 6 m/s 
R = 30 cm = 0,3 m 
g = 10 m/s^2   

Ditanya: 
perbandingan T di titik tertinggi dan terendah   

Jawab: 
 Pada benda yang diputar secara vertikal, gaya tegang tali arahnya selalu menuju pusat lingkaran dan gaya berat arahnya ke bawah (menuju pusat bumi). 

Tegang tali pada titik tertinggi dicari dengan persamaan berikut: 
T + W = Fs 
T = Fs – W 
T = m[tex] \frac{ v^{2} }{R} [/tex] – m.g 
T = 0,2 . [tex] \frac{ 6^{2} }{0,3} [/tex] – 0,2.10 
T = 24 - 2 = 22 N

 Jadi, tegang tali pada titik tertinggi besarnya 22 N.

Tegang tali pada titik terendah dicari dengan persamaan berikut: 
T - W = Fs 
T = Fs + W 
T = m [tex] \frac{ v^{2} }{R} [/tex] + m.g 
T = 0,2. [tex] \frac{ 6^{2} }{0,3} [/tex] + 0,2.10 
T = 24 + 2 = 26 N

 

Jadi, tegang tali pada titik terendah besarnya 26 N.

Sehingga perbandingan T di titik tertinggi dan terendah adalah 22 : 26 = 11: 13.

Pembahasan lebih lanjut:

Gerak melingkar beraturan (GMB) adalah gerak dengan lintasan berbentuk melingkar. Ciri- ciri gerak melingkar beraturan antara lain:

- memiliki kelajuan yang tetap

- memiliki kecepatan linier yang berubah

- memiliki kecepatan sudut yang tetap

- percepatan sudutnya nol

- memiliki percepatan sentripetal yang tetap

 

Pada gerak melingkar, terdapat gaya sentripetal yang arahnya selalu menuju pusat lingkaran. 

Contoh benda yang bergerak melingkar beraturan antara lain: bianglala, gerinda, komedi putar, dll.