Gaya Sentripetal – Pengertian, Rumus, Contoh

3 min read

Gaya Sentripetal – Pengertian, Rumus, Contoh

Gaya sentripetal merupakan sebuah materi yang sering dijelaskan di dalam materi pembelajaran matematika. Nah, pada kesempatan kali ini kita akan memberikan pembasan mengenai gaya sentripetal mulai dari pengertiannya, rumus gaya sentripetal hingga contoh soalnya.

Contoh soal yang kami sediakan juga beserta dengan jawaban dan cara mengerjakannya. Dan penjelasan yang kami berikan pun juga sangat mudah untuk dipahami dan dimengeri.

Langsung saja, kita lihat penjelasan lengkap mengenai gaya sentripetal di bawah ini :

Pengertian Gaya Sentripetal

Jika dilihat dari pengertiannya, gaya sentripetal sendiri adalah sebuah gaya yang saling bekerja pada benda yang saling bergerak melingkah dengan menggunakan arah yang selalu menuju ke pusat sebuah lingkaran. Sementara itu perlu kamu ketahui jika gaya sentripental sendiri sangat berguna untuk digunakan mengubah arah gerak benda. Tanpa mengubah besar dari kecepatan linear benda tersebut.

Dari sini bisa kita simpulkan apabila tanpa adanya sebuah gaya sentripetal maka suatu benda pun tidak akan dapat bergerak secara melingkar loh.

Nah, jika dari pengertian yang sudah dijelaskan di atas maka bisa kamu ketahui apabila suatu benda bisa bergerak melingkar. Dikarenakan di dalam benda tersebut bekerja atau terjadi sebuah gaya yang disebut dengan gaya sentripetal. Misalnya terjadi pada sebuah liontin yang diikat dengan menggunakan seutas tali untuk kemdian diputar.

Pada saat liontin tersebut berputar atau pun bergerak dengan cara melingkar. Maka tali pun akan berada di dalam keadaan yang tegang. Dan akan membuat atau menimbulkan sebuah gaya tegangan tali. Gaya pada tegangan tali ini yang akhirnya disebut atau dikenal dengan istilah gaya sentripetal.

Gaya sentrimen sendiri memiliki keterkaitan dengan Hukum Newton II, bagaimana bisa? Coba lihat penjelasannya di bawah ini :

Hukum Newton II

Hukum Newton II ini sendiri berbunyi seperti di bawah ini :

Jika berdasarkan pada bunyi Hukum Newton II, maka kamu bisa melihat jika suatu benda akan dapat bertambah kecepatan lajunya. Apabila diberikan sebuah gaya total yang arahnya sama dengan sebuah arah gerak yang ada pada benda.

Akan tetapi, harus kamu tahu apabila arah gaya total yang diberikan pada benda akan membuat gaya nya menjadi berlawanan dengan arah gerak benda nya itu sendiri. Atau pun bahkan dapat menghentikannya.

Untuk menggambarkan gaya sentripetal sendiri dapat digambarkan dengan menggunakan lambang Fs. Dan juga besarnya :

Jika berdasarkan dari Hukum Newton II :

∑ F = m . a

Fs = m . as

Penjelasan :

Fsgaya sentripetal(N)
mmassa benda (kg)
Vkelajuan linier (m/s)
ωkecepatan sudut (rad/s)
Rjari-jari lintasan (m)

 

Rumus Gaya Sentripetal

Karena di atas kita sudah membahas mengenai Hukum Newton hal ini dikarenakan gaya sentripetal ini sendiri tidak dapat berdiri sendiri. Hal ini dikarenakan gaya sentripetal berdasarkan pada resultan gaya yang bekerja di benda. Dengan arah yang radial. Jika berdasarkan pada Hukum II Newton, bisa dilihat bawah gaya sentripetal secara sistematis memiliki rumus seperti di bawah ini.

ΣFs = mas ………. Pers (1)

Hal ini dikarenakan as = v2/R = ω2R

Sehingga persamaan (1) bisa kamu tulis dengan cara seperti ini :

ΣFs = m v2/R ………. Pers (2)

Selain itu kamu juga bisa menuliskannya dengan cara seperti ini :

ΣFs = mω2R ………. Pers (3)

Penjelasan :

FsGaya sentripetal ataupun komponen gaya dalam arah radial (N)
mMassa benda (kg)
asPercepatan sentripetal (m/s2)
vKecepatan linear (m/s)
ωKecepatan sudut (rad/s)
RJari-jari lintasan (m)

 

Contoh Soal Gaya Sentripetal

Sudah tahu kan, penjelasan lengkap mengenai gaya sentripetal mulai dari pengertian dan rumusnya. Untuk lebih jelasnya kami juga sudah menyediakan contoh soal yang bisa langsung kamu coba kerjakan di bawah ini :

Contoh Soal 1 :

Apabila terdapat sebuah bola dengan massa sebesar 2 kg. Yang kemudian bole tersebut diikat dengan menggunakan seutas tali pada ujung tali tersebut. Jika tali tersebut diputar pada bidang yang horizontal dengan menggunakan kelajuan tetap hingga 5 / s dengan jari jari lingkaran sekitar 1 meter. Seperti pada contoh yang ada di bawah ini :

Pertanyaan :

Coba tentukan berapa besar gaya tegangan pada tali di atas.

Jawaban :

Apabila diketahui :

Jika m = 2 kg, v = 5 m/s

R = 1 m

Dengan persamaan (2)

Sehingga kamu akan memperoleh hasil sebagai seperti berikut :

Σ F s = m v 2 / R

 

Dari sini maka akan diketahui jika untuk mencari gaya yang bekerja pada arah radiah hanya gaya tegangan tali T.

Maka akan ditentukan :

T = m v 2 / R

T = ( 2 kg ) ( 5 m / s) 2 / ( 1 m )

T = 50 N

Nah, dari hasil perhitungan di atas maka bisa ditemukan jika besar gaya tegangan talinya adalah sebesar 50 N.

 

Contoh Soal 2

Jika terdapat sebuah mobil sport dengan massa sebesar 1.000 kg. Mobil ini melintas di atas sebuah jembatan yang bentuknya melengkung. Jembatan tersebut memiliki lengkungan dengan jari jari sebesar 20 meter. Dan memiliki pusat yang letaknnya ada tepatnya di bawah jembatan.

Pertanyaan :

Dari penjelasan di atas. Maka coba tentukanlah berapa besar gaya yang diberikan oleh mobil pada jembatan. Ketika saat mobil berada pada puncak di jembatan tersebut. apabila laju mobil sekitar 36 km/jam.

Jawaban :

Apabila dikethui :

m = 1000 kg

R = 20 m

v = 36 km/jam = 10 m/s menggunakan metode konversi satuan

Gaya yang diberikan oleh mobil terhadap jembatan sendiri, bisa dianggap sama saja dengan gaya yang diberikan oleh jembatan terhadap mobil tersebut. Yakni gaya normal yang sama seperti gaya yang diperlihatkan di gambar tersebut.

Tak hanya gaya normal yang ada pada mobil juga bekerja di dalam gaya berat. Kedua gaya ini sendiri merupakan gaya sentripetal yang bekerja di dalam arah radial. Berhimpitan dengan diameter lingkaran dengan arah yang saling berlawanan satu sama lain.

Dengan menggunakan persamaan (2) yang diperoleh :

Σ F s = m v 2 / R

w – N = m v 2 / R

m g – N = m v 2 / R

N = m g – ( m v 2 / R )

N = ( 1000 kg ) ( 10 m / s 2) – { ( 1000 kg ) ( 10 m / s) 2 / ( 20 m ) }

N = 10.000 N – 5.000 N

N = 5.000 N

Sehingga dari sini bisa dilihat besar gaya yang ada pada mobil di jembatan terhadap mobil yang ada pada puncak jembatan ialah sekitar 5.000 N.

 

Demikian penjelasan kali ini mengenai gaya sentripetal mulai dari pengertian, rumus dan contoh soalnya.

Artikel :

  1. Rumus Passive Voice – Pengertian, Lengkap dengan Contoh Kalimat
  2. Rumus Menghitung IMT – Anak, Normal, Dewasa, dan Contoh Penghitungan Masing-Masing
  3. Fungsi Legislatif DPR
Gaya Sentripetal – Pengertian, Rumus, Contoh Rating: 5 Diposkan Oleh: Pembaca
SELAMAT DATANG
Hai Sobat Rumusguru.Com. Untuk Masukan, Saran, Kerja Sama dan Pertanyaan Silahkan Hubungi Kami Melalui Email Ini Ya Sobat admin@rumusguru.com