Rumus kecepatan linear merupakan konsep penting dalam materi pelajaran matematika untuk SMA kelas 11. Ini merupakan rumus tentang kecepatan pada bentuk gerak lurus dalam arah pergerakannya. Bisa disebut juga dengan kecepatan yang arah pergerakannya melakukan singgungan dengan lintasannya yang berwujud lingkaran.
Daftar Isi
Apa Itu Kecepatan Linear?
Tahukah kamu apa itu kecepatan linear? Pada dunia fisika dan umumnya di dalam kehidupan manusia sehari-hari terdapat banyak hal yang dapat diamati dan diukur dengan baik. Seperti suatu hal yang terjadi dengan kecepatan linear pada gerakan benda yang beraturan. Semua itu bisa diukur besaran kecepatannya menggunakan rumus kecepatan linear.
Namun sebelum mengenal lebih jauh tentang rumus kecepatan linear, sepertinya perlu dikenali lebih dulu apa itu kecepatan linear dan penggunaannya dalam kegiatan sehari-hari. Kecepatan linear adalah suatu kecepatan tangensial.
Untuk memahami secara lebih mudahnya kecepatan linear dapat dilihat dari setiap pergerakan sebuah benda dengan arah melingkar dan memutar pada jalur rotasinya. Nah, gerakan yang melingkar dan memutar tersebut menghasilkan dua kecepatan. Salah satunya kecepatan linear.
Dengan demikian, kecepatan linear adalah kecepatan yang tercipta dari suatu benda yang melakukan gerakan melingkar beraturan dan bersifat linear. Benda tersebut bergerak mengikuti arah lintasannya. Dalam kehidupan sehari-hari benda tersebut dapat ditemukan seperti pada permainan kaleng atau batu yang diikatkan pada seutas tali dan digerakkan melingkar.
Adapun untuk rumus kecepatan linear secara umum diberikan lambang huruf v kecil yang artinya vektor.
Sedangkan untuk definisi rumus kecepatan linear adalah jarak tempuh yang dibagi waktu kecepatan. Dari rumus tersebut menimbukan berbagai istilah. Salah satunya kecepatan linear.
Kecepatan Linear pada Gerak Melingkar
Pada materi fisika di kelas 11 terdapat pembahasan mengenai gerak melingkar. Lalu apa itu gerak melingkar? Gerak melingkar adalah suatu gerakan yang mudah ditemui dalam kehidupan manusia sehari-hari. Seperti pada gerakan putaran jarum jam yang bergerak melingkar. Putaran jarum jam akan terus bergerak berputar. Sehingga menghasilkan istilah kecepatan berputar gerak melingkar beraturan.
Contoh gerak melingkar beraturan berikutnya dapat dilihat dari pergerakan bulan. Bulan senantiasa berputar mengelilingi bumi pada garis edarnya. Pergerakan bulan yang mengitari bumi menghasilkan suatu gerak melingkar beraturan. Karena pergerakannya beraturan membuat bisa dihitung kecepatan putaran.
Contoh selanjutnya dari gerakan melingkar dengan mengaitkan bola pada tali. Kemudian tali berisi bola tersebut diputar secara melingkar. Itu juga akan menghasilkan gerakan melingkar. Semua contoh yang diutarakan tersebut membuat adanya gerakan melingkar. Dimana benda bisa bergerak berputar sesuai lintasannya dan di bagian tengah merupakan pusatnya. Dari pergerakan melingkar tersebut bukan hanya melahirkan kecepatan gerakan melingkar. Tapi juga menghasilkan besaran sudut tertentu.
Penjelasan tentang gerak melingkar merupakan bagian penting untuk memahami materi selanjutnya yakni rumus kecepatan linear. Gerak melingkar yang dinamakan pula gerak sirkuler merupakan sebuah gerak yang dilakukan oleh sebuah benda yang menyusun suatu lintasan bentuk lingkaran. Pada lintasan berbentuk lingkaran tersebut menimbulkan dua istilah yakni pusat lintasan lingkaran dan lintasan lingkaran itu sendiri.
Adanya suatu gerakan melingkar beraturan pada sebuah benda dapat disebabkan oleh beberapa sebab. Salah satunya yang paling utama adalah adanya gaya. Sebuah benda yang melakukan perputaran beberapa kali putaran tentu tidak dengan sendirinya. Tapi ada pencetusnya yakni gaya pendorong. Semakin besar gaya dorong maka semakin cepat perputaran benda tersebut yang melingkar pada jalurnya.
Gaya yang mendorong terciptanya gerak melingkar pada sebuah benda dinamakan pula dengan gaya sentrifugal. Yang sering dituliskan dalam lambang huruf Fs. Pada benda yang bergerak melingkar tersebut semakin kencang bergerak maka semakin kuat gaya sentrifugal yang diberikan pada benda tersebut. Seiring dengan itu terdapatnya fungsi linear pada kecepatan linear pada gerak melingkar.
Kecepatan linear pada gerak melingkar menghasilkan beberapa istilah penting agar lebih mudah memahami rumus kecepatan linear, yaitu:
1.Periode
Periode adalah waktu yang diperlukan dalam melaksanakan kegiatan putaran sebanyak satu kali. Biasanya periode atau waktu dalam satuan detik dengan lambang huruf t.
2.Frekuensi
Istilah berikutnya yang terdapat pada kecepatan linear gerak melingkar adalah frekuensi. Frekuensi adalah banyaknya putaran yang dapat dilakukan oleh suatu benda yang berputar dalam satuan per detik.
3.Kecepatan linear
Kecepatan linear sering diberikan notasi V. Pengertian kecepatan linear adalah suatu kaitan dari panjang lintasan linear yang mesti dipilih oleh benda dalam rentang waktu tertentu.
Berikutnya, istilah yang terdapat dari kecepatan linear gerak melingkar adalah perpindahan sudut, percepatan sudut, dan kecepatan sudut. Semua itu dapat ditentukan berdasarkan rumusnya masing-masing.
Kecepatan linear pada gerak melingkar terdiri-dari dua gerakan yakni:
A.Gerakan melingkar beraturan (GMB)
Gerakan melingkar beraturan merupakan pergerakan yang melingkar dan mempunyai kecepatan sudut bersifat konstant. Kecepatannya mempunyai arah yang sama. Adapun rumus percepatan pada gerakan melingkar yaitu as = V2/r.
B.Gerakan melingkar berubah beraturan(GMBB).
Gerakan melingkar berubah beraturan merupakan pergerakan dari sebuah benda yang membentuk pola lingkaran dalam lintasannya. Namun berbeda dengan gerak melingkar beraturan maka pada gerakan melingkar berubah berarutan mempunyai kecepatan sudut yang berlainan. Tapi dengan percepatan sudut yang sama.
Kecepatan Sudut
Pada matematika ada berbagai macam istilah. Baik yang sudah dikenal lama maupun yang belum dikenal sama sekali oleh orang pada bidang studi matematika. Salah satunya adalah kecepatan angler atau kecepatan sudut. Kecepatan angler sama dengan kecepatan sudut. Berdasarkan pengertiannya, kecepatan sudut adalah suatu kecepatan yang laju benda berputar-putar di wilayah yang berupa lingkaran dengan besaran sudut tertentu.
Kecepatan sudut dinamakan juga kecepatan angler maupun kecepatan rotasi. Adapun pengertian kecepatan itu sendiri adalah sesuatu yang sudah dikenal oleh manusia secara familiar. Kecepatan adalah sesuatu ukuran cepat atau lambatnya suatu pergerakan benda. Misalkan pada laju kendaraan sepeda motor atau mobil. Adapun besaran kecepatan adalah meter per jam.
Contoh berikutnya dari pengertian kecepatan terdapat pada saat seseorang melempar benda ke atas langit. Adapun objek yang dipergunakan pada kecepatan adalah objek benda bergerak. Sehingga objek benda yang diam tak bisa dihitung besaran kecepatannya.
Adapun manfaatnya pembelajaran kecepatan sudut maupun rumus kecepatan linear adalah untuk mengukur kecepatan gerakan yang ditempuh per second berdasarkan sudut rotasinya.
Kecepatan Anguler Pada Gerak Melingkar
Salah satu gerakan yang dikenal oleh manusia adalah gerakan melingkar. Pada gerakan melingkar terdapat kecepatan gerakan melingkar yang terdiri dari kecepatan linear pada gerak melingkar. Disamping itu juga terdapat kecepatan anguler pada gerak melingkar. Kecepatan anguler sering juga disebut kecepatan sudut pada gerak melingkar.
Lalu untuk memahami apa yang dimaksud dengan kecepatan sudut atau anguler dapat dipahami dengan penggambaran sebuah partikel dalam bentuk jarum jam. Pergerakan partikel dalam searah jarum jam dengan pola gerakan lingkaran akan melakukan pembentukan sudut dari titik A ke B dengan kurun waktu tertentu.
Pergerakan partikel dalam lingkaran terus bergerak menuju titik C yang membentuk besaran sudut tertentu pula. Besaran sudut dari suatu posisi akan berbeda-beda. Hal inilah yang dalam ilmu fisika dinamakan dengan kecepatan anguler pada gerak melingkar. Kecepatan anguler diberikan lambang dengan bentuk omega.
Dengan demikian, pengertian kecepatan anguler pada gerak melingkar adalah suatu posisi benda yang mengalami perubahan dalam lintasan lingkaran per satuan periode.
Sehingga bisa ditulis rumus kecepatan anguler pada gerak melingkar adalah : Perubahan sudut dibagi selang waktu. Atau dapat juga dituliskan kecepatan anguler omega = 2 phi dibagi waktu periode dalam satuan rad/s.
Berikut ini salah satu contoh soal kecepatan anguler pada gerak melingkar :
Suatu barang partikel yang terdapat pada bagian tengah CD bergerak secara melingkar dan membentuk sudut sebesar ¾ putaran per detik. Lalu silahkan tentukan berapa kecepatan sudut atau kecepatan anguler dari barang itu?
Pembahasan:
Dengan keterangan yang sudah diketahui:
Frekuensi atau f sebesar ¾ putaran perdetik sehingga didapatkan frekuensi sama dengan 0,75 hertz.
Kemudian menggunakan rumus kecepatan anguler pada gerak melingkar dengan rumus :
Omega = 2 phi x f
Omega = 2 x 3,14 x 0,75
Omega = 4,71
Sehingga diperoleh besaran rumus kecepatan sudut atau anguler pada gerak melingkar sebesar 4,71 rad/s. Itu semua merupakan bagian dari pembelajaran pada materi rumus kecepatan linear.
Rumus Kecepatan Linear
Pergerakan kaleng atau batu secara pola melingkar dari titik nol membuat terjadi yang namanya kecepatan linear. Sejumlah ahli memberikan rumus kecepatan linear.
Rumus kecepatan linear adalah v = 2 x 3,14 x r dibagi T. Dengan keterangan frekuensi 1/T .
Dapat dituliskan rumus kecepatan Linear yaitu2πr/T
Berikut ini keterangan rumus kecepatan linear :
N = phi bisa 22/7 atau 3,14
T= periode atau waktu benda yang diperlukan dalam melaksanakan kegiatan gerakan pada satu putaran penuh
R = jari-jari lingkaran pada perputaran dalam satuan meter.
F= frekuensi adalah besaran putaran yang dikeluarkan pada per detiknya. Satuannya adalah Hertz.
Contoh Soal Kecepatan Linear
Berikut ini beberapa contoh soal kecepatan linear pada pelajaran matematika ini yang bisa untuk latihan di rumah.:
Contoh soal 1:
Suatu batu berbentuk menengah dilakukan pengikatan pada sebuah tali kawat. Kemudian dilakukan pemutaran hingga membentuk pola melingkar beraturan dengan pola ukuran jari-jarinya 10 centimeter. Batu yang diputar tersebut melakukan putaran sampai 14 putaran per detik. Lalu berapa waktu kecepatan linear dari batu itu?
Penyelesaian :
Dengan keterangan berikut yakni : R atau jari-jari sebesar 10 cm
Sedangkan frekuensi putaran atau F sebesar ¼ putaran
Adapun periode T – 1/f hingga diperoleh T = 4 sekon
Penggunaan rumus kecepatan linear (v) yaitu2πr/T
Sehingga tinggal dimasukkan pada rumus : ((2 x 3,14 x 10))/4
Diperoleh hasil kecepatan linear (V) batu tersebut = 15,17 cm/s.
Contoh Soal 2
Suherlan mempunyai beberapa buah batu yang dilakukan pengikatan menggunakan satu utas tali yang kuat. Selanjutnya Suherlan melakukan gerakan memutar beraturan linear pada seutas tali tersebut dengan pola jari-jari lingkaran sebesar dua meter. Batu-batu tersebut melakukan rotasi sebanyak setengah kali putaran perdetik. Lalu yang menjadi pertanyaannya adalah berapa periode kecepatan linear batu yang telah diikat bersangkutan?
Untuk penyelesaian dituliskan dulu beberapa keterangan seperti :
R atau jari-jari sebesar 2 meter
Frekuensi sama dengan ½ kali putaran perdetik
Dalam mencari periode kecepatan linear suatu benda menggunakan rumus kecepatan linear sebagai berikut ini yakni 2πr/T
Dari keterangan ini didapatkan hasil kecepatan linear 2 x 22/7 x 2 meter / 2
Sehingga diperoleh hasil kecepatan linear suatu benda di atas sebesar 6,28 heartz
Demikian ulasan tentang rumus kecepatan linear, termausk tentang pengertian hingga contoh soalnya. Untuk memperdalam materi pelajaran ini kamu sebaiknya mengikuti les privat SMA terpercaya yang ada di wilayah kalian. Semoga bermanfaat ya.
Komentar Terbaru