Latihan Fisika Kelas X Gerak Melingkar Beraturan (GMB)
# 7
Pilgan

Seorang atlet memutari sebuah tiang seperti gambar di atas. Massa atlet adalah 45 kg dan tingginya adalah 170 cm. Apabila atlet dapat berputar 2 kali setiap detik, maka besar gaya sentripetal yang bekerja agar atlet tidak jatuh adalah ... N.

A

1.144

B

1.224

C

731

D

550

E

1435

Pembahasan:

Diketahui:

Massa m = 45 kg

Tinggi atlet sebagai jari-jari rr = 170 cm = 1,7 m

Banyak putaran n = 2

Waktu t = 1 s

Ditanya:

Gaya sentripetal Fs = ?

Jawab:

Gaya sentripetal (Fs) adalah gaya yang dimiliki oleh benda bergerak melingkar yang diakibatkan karena adanya percepatan sentripetal (asa_s) yang selalu mengarah ke pusat lingkaran.

Fs=m asF_s=m\ a_s

Kecepatan sudut (ω\omega) adalah hasil bagi sudut pusat yang ditempuh partikel dengan waktu tempuhnya.

ω=2πT\omega=\frac{2\pi}{T}, karena 1T=f\frac{1}{T}=f, maka persamaannya menjadi ω=2πf\omega=2\pi f, dengan frekuensi adalah banyaknya putaran setiap waktu, f=ntf=\frac{n}{t}.

Penyelesaiannya menjadi:

Fs=masF_s=ma_s

Fs=mω2rF_s=m\omega^2r

Fs=m(2πf)2r F_s=m\left(2\pi f\right)^2r\  .

Fs=m(2πnt)2r F_s=m\left(2\pi\frac{n}{t}\right)^2r\ 

Fs=45(2π21)2(1,7) F_s=45\left(2\pi\frac{2}{1}\right)^2(1,7)\ 

Fs=45(4π)2(1,7) F_s=45\left(4\pi\right)^2(1,7)\ 

Fs=(45)(16π2)(1,7) F_s=(45)(16\pi^2) (1,7)\ 

Fs=1.224π2F_s=1.224\pi^2 N

Jadi, gaya sentripetal yang bekerja adalah 1.224π2\pi^2 N.