Pengertian Gaya Sentripetal, Rumus dan Contoh Soalnya

Diposting pada

Pengertian Gaya Sentripetal, Rumus dan Contoh Soalnya – Gaya termasuk satu dari sekian banyak materi yang diajarkan dalam mapel fisika. Gaya sentripetal sendiri termasuk dalam jajaran materi gerak melingkar beraturan. Di dalamnya kita akan diajarkan rumus gaya sentripetal hingga contoh soalnya.

Pengertian Gaya Sentripetal, Rumus dan Contoh Soalnya
Ilustrasi Gaya Sentripetal

Nah, gaya sentripetal sendiri bisa 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.

Contoh gaya sentripetal dapat kita amati menggunakan kerangka acuan inersial. Misalnya, kita sedang mengamati contoh gaya sentripetal pada pemutaran bola yang dihubungkan dengan ujung tali secara horizontal. Bola itu akan ditarik terus menggunakan gaya sentripetal menuju pusat sehingga gerakannya dapat melingkar. 

Pengertian Gaya Sentripetal, Rumus dan Contoh Soalnya

Banyak siswa yang masih salah mengira jenis gaya satu ini sama seperti konsep sentrifugal. Padahal jelas jelas keduanya memiliki perbedaan yang cukup signifikan. Hal itu akhirnya mengarah pada miskonsepsi yang membuat mereka tak mampu menghafal rumus gaya sentripetal fisika dengan benar.

Meski perannya tak terlalu disorot dalam konteks kehidupan sehari hari. Namun contoh gaya setripetal masih tetap bisa kita jumpai dengan cukup mudah. Hanya saja karena ketidaktahuan kita terkadang membuatnya sulit untuk diidentifikasi. Hal itu terlihat dari betapa sulitnya siswa mengerjakan contoh soal gaya sentripetal.

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:

  1. Putaran bumi yang mengelilingi matahari karena adanya gaya gravitasi matahari dan gaya gravitasi bumi. Gaya sentripetal tersebut dapat dilihat dari adanya gaya gravitasi ini.
  2. 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.
  3. 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 menjadi salah satu unsur yang wajib dikuasai. Konsepnya pun tertuang dalam persamaan Hukum Newton II. Sehingga wajar saja apabila kita bisa menjumpai contoh gaya sentripetal pada benda yang bergerak melingkar mengikuti tali pengikat.

Besarnya gaya sentripetal pun juga berbanding terbalik dengan jari jari pada lintasan. dan sama dengan kuadrat kecepatan tangensial/linear sebuah benda. Jadi jangan salah mengartiakan antara gaya sentripetal dan sentrifugal karena keduanya benar-benar berbeda.

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)

Sebenarnya rumus gaya sentripetal tersebut tidaklah terlalu sulit untuk kita hafalkan. Sebab setiap aspeknya tidak jauh jauh dari massa, kecepatan, serta unsur lingkaran.

Untuk mengasah pengetahuan yang sudah kalian dapatkan maka cobalah mengerjakan latihan soal. Selain dari buku pedoman saya sudah menyediakannya lengkap dengan pembahasan.

Contoh Soal Gaya Sentripetal dan Jawabannya

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.

Baca Juga  Pengertian Lensa Cembung, Rumus dan Sifat Bayangan Lengkap

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan.