Pengertian Gaya Sentripetal, Rumus dan Contoh Soalnya – Dalam ilmu Fisika terdapat pembelajaran mengenai materi gaya. Salah satu jenis gaya tersebut ialah gaya sentripetal. Materi gaya sentripetal ini telah anda ketahui dalam materi gerak melingkar beraturan. Dalam materi gaya tersebut terdapat pembahasan mengenai rumus gaya sentripetal dan contoh soal gaya sentripetal. Gaya sentripetal dapat diartikan sebagai sebuah gaya pada benda untuk membuat gerakannya melingkar. Gerakan benda dapat melingkar karena benda mempunyai percepatan diputar hingga ke pusat lingkaran. Percepatan tersebut dapat dinamakan dengan percepatan sentripetal. Percepatan sentripetal tersebut disebabkan karena adanya gaya sentripetal atau gaya yang mengarah ke pusat lingkaran.
Untuk mengamati gaya sentripetal pada dasarnya dapat menggunakan kerangka acuan inersial. Kerangka acuan inersial ialah kerangka acuan yang bergerak atau diam terhadap bumi menggunakan kecepatan konstan. Misalnya saat benda berputar yang dapat kita lihat. Kita dapat mengamati contoh gaya sentripetal pada pemutaran bola yang dihubungkan dengan ujung tali secara horizontal. Bola tersebut akan ditarik terus menggunakan gaya sentripetal menuju pusat sehingga gerakannya dapat melingkar. Apakah anda tahu apa pengertian gaya sentripetal itu? Apa saja rumus gaya sentripetal itu? Bagaimana cara menyelesaikan contoh soal gaya sentripetal itu? Cara menghitung gaya sentripetal memang dapat dilakukan menggunakan rumus yang ada.
Seperti yang telah kita ketahui bahwa gaya sentripetal merupakan gaya pada benda yang terdapat pada tegangan tali pengikatnya. Pada dasarnya gerakan benda yang melingkar memang memuat gaya sentripetal. Untuk mengetahui gaya tersebut dapat menggunakan persamaan hukum Newton II. Besar yang dimiliki gaya sentripetal berbanding terbalik dengan jari jari pada lintasan dan sama dengan kuadrat kecepatan tangensial/linear sebuah benda. Gaya sentripetal ini pada dasarnya berbeda dengan gaya sentrifugal. Nah pada kesempatan kali ini saya akan menjelaskan tentang pengertian gaya sentripetal, rumus gaya sentripetal dan contoh soal gaya sentripetal.
Pengertian Gaya Sentripetal, Rumus dan Contoh Soalnya
Gaya sentripetal memang salah satu jenis gaya selain gaya sentrifugal. Kedua jenis gaya ini pada umumnya berbeda satu sama lain. Hal ini terlihat dari pengertian, rumus dan cara menyelesaikan contoh soalnya. Selain itu dari segi contoh gaya sentripetal dan contoh gaya sentrifugalnya juga berbeda. Gaya sentripetal pada umumnya berkebalikan dengan gaya sentrifugal. Hal ini dikarenakan gaya sentripetal mendekati pusat lingkaran, sedangkan gaya sentrifugal menjauhi pusat pada lingkaran.
Baca juga : Cara Mencari Jarak, Kecepatan dan Selisih Waktu Mudah Terlengkap
Contoh gaya sentripetal yang dapat kita amati dengan jelas yaitu terdapat pada permainan ontang anting di Dunia Fantasi Ancol. Jenis permainan ini memiliki gerakan memutar menuju pusat lingkaran. Untuk itulah peristiwa ini dapat merupakan salah satu bentuk contoh dari gaya sentripetal. Gaya sentripetal ini pada dasarnya berhubungan dengan gaya sentrifugal. Meskipun keduanya berbeda dan tidak dapat disamakan satu sama lain. Di bawah ini terdapat pembahasan mengenai definisi gaya sentripetal, rumus gaya sentripetal dan contoh soal gaya sentripetal. Berikut penjelasan selengkapnya:
Pengertian Gaya Sentripetal
Gaya sentripetal dapat didefinisikan sebagai sebuah gaya yang menimbulkan adanya percepatan sentripetal. Sebuah benda yang memuat gaya sentripetal secara umum disertai dengan percepatan sentripetal hingga dapat bergerak melingkar karena mengarah ke pusat lingkaran. Apabila gerakannya dalam lingkaran apapun objeknya, maka terdapat tindakan dari kekuatan sehingga terjadi penyimpangan pada jalur garis lurusnya. Pada akhirnya gerakannya ke dalam akan semakin cepat dan menuju di sepanjang jalur melingkar. Di bawah ini terdapat beberapa contoh gaya sentripetal yang dapat diamati yaitu sebagai berikut:
- Putaran bumi yang mengelilingi matahari karena adanya gaya gravitasi matahari dan gaya gravitasi bumi. Gaya sentripetal tersebut dapat dilihat dari adanya gaya gravitasi ini.
- Pada atom hydrogen yang memuat gaya tarik antara proton dengan elektron sehingga terjadi perputaran elektron yang mengelilingi proton. Gaya sentripetal ini dapat dilihat dari adanya gaya tarik tersebut.
- Tali yang mengikat ember dan kemudian diputar, maka dalam lingkaran akan terdapat pintalan ember air tersebut. Ember tersebut memuat gaya tarik yang membuat gerakannya melingkar. Gaya inilah yang berperan sebagai gaya sentripetal.
Rumus Gaya Sentripetal
Setelah menjelaskan tentang pengertian gaya sentripetal dan contoh gaya sentripetal di atas. Selanjutnya saya akan membahas tentang rumus pada gaya sentripetal. Gaya sentripetal pada sebuah benda yang melakukan gerakan melingkar pada umumnya akan mengarah pada pusat lingkaran. Pengukuran gaya sentripetal dalam Newton (N) pada dasarnya terdiri dari gaya yang tidak sama dengan pengaturannya seperti gaya gesekan, angkat, gravitasi, tarikan elektrostatik, tegangan dan sebagainya. Gaya sentripetal memiliki rumus yang didasarkan pada rumus hukum 2 Newton seperti di bawah ini:
Baca juga : Contoh Soal Massa Jenis Benda Beserta Pembahasannya Terlengkap
F = m.a
a = F/m
Kemudian nilainya menjadi v²/r karena percepatannya sentripetal, sehingga:
v²/r = F/m
Maka diperoleh rumus gaya sentripetal seperti di bawah ini:
F sentripetal = mv²/r
Berdasarkan pengertian gaya sentripetal di atas dapat kita ketahui bahwa gerakannya menuju ke pusat lingkaran. Untuk itu terjadi pengubahan menjadi omega (ω) yaitu kecepatan sudut pada jari jari lingkaran (r). Kemudian penulisan gaya sentripetal dapat menjadi seperti di bawah ini:
F sentripetal = mrω²
Keterangan:
F sentripetal = Gaya sentripetal (N)
m = Massa (kg)
v = Kecepatan (m/s)
r = Jari jari (m)
ω = Kecepatan sudut (rad/s)
Contoh Soal Gaya Sentripetal
Setelah menjelaskan tentang pengertian gaya sentripetal dan rumus gaya sentripetal di atas. Selanjutnya saya akan membagikan contoh gaya sentripetal terkait rumus tersebut. Berikut contoh soal dan pembahasannya:
Kincir raksasa atau bianglala raksasa merupakan salah satu permainan di dufan. Setiap menit putaran pada kincir ini terjadi sebanyak 5 putaran. Apabila massa yang dimiliki oleh seseorang yang duduk di bianglala tersebut 45 kg dan dalam radius 12 m ikut berputar dengan kincir dari pusat kincirnya. Maka tentukan gaya sentripetalnya?
Pembahasan.
Contoh soal gaya sentripetal ini dapat diselesaikan menggunakan cara seperti berikut!
Diketahui : f = 5 putarab/60 detik = 1/12 Hz; m = 45 kg; R = 12 m
Ditanyakan : F = ?
Jawab.
F = m.a
= m.v²/r
= m.ω².r
= m.(2πf)².r
= 4m.π².f².r
= 4(45)π²(1/12)²(12)
= 15π² N
Jadi besar gaya sentripetalnya ialah 15π² N.
Demikianlah penjelasan mengenai pengertian gaya sentripetal, rumus gaya sentripetal dan contoh soal gaya sentripetal. Gaya sentripetal merupakan gaya yang menimbulkan adanya percepatan sentripetal. Semoga artikel ini dapat bermanfaat dan terima kasih telah membaca materi gaya sentripetal di atas.
