Supiyanto Kelas X Evaluasi Bab 4 Nomor 26

Untuk membiasakan diri dalam gaya sebesar 9,6w (w = berat badan), seoarang astronot berlatih di dalam suatu pesawat sentrifugal yang jari-jarinya 6 m. Percepatan gravitasi bumi 10 m/{{s}^{2}}. Untuk maksud tersebut, pesawat sentrifugal harus diputar horizontal dengan …

A. kecepatan sudut 240 rad/s D. frekuensi 96 Hz
B. kecepatan sudut 240 rad/menit E. frekuensi 6 Hz
C. frekuensi 120 Hz

Penyelesaian

Gaya sentripetal dapat diamati jika kita menggunakan kerangka acuan yang diam atau bergerak dengan kecepatan tetap terhadap bumi. Pada kasus seperti ini maka kita masih dapat menggunakan hukum Newton. Akan tetapi bagaimana jika kerangka acuan yang digunakan bergerak dengan kecepatan tertentu yang tidak konstan terhadap Bumi? Pada kasusu seperti ini hukum Newton tidak lagi berlaku. Oleh karena itu, dibuatlah konsep gaya khayal yang hanya dapat diamati jika kerangka acuannya adalah kerangka acuan non-inersiasalah satu contoh gaya khayal adalah gaya sentrifugal.

 

Gaya sentrifugal dapat diamati jika kerangka acuannya adalah benda yang berputar. Sebagai contoh, ketika seseorang berada di dalam bola besar yang sedang berputar, ia dalam keadaan diam dan bola sebagai acuan non-inersial. Ketika bola berputar orang itu akan merasa terpental karena seperti tertarik ke luar padahal tidak ada gaya yang bekerja. Dalam kasus seperti itu, maka sentrifugallah yang bekerja terhadap benda.

 

Contoh gaya khayal lain adalah ketika seseorang sedang berada di dalam lift yang bergerak ke atas dan lift yang bergerak sebagai kerangka acuan, maka orang tersebut seakan-akan merasa tubuhnya semakin berat dan seperti tertarik ke bawah padahal ia dalam keadaan diam. Akan tetapi jika seorang yang berada di luar melihat lift tersebut (tanah sebagai kerangka acuan inersial) maka gaya khayal tersebut tidak dapat diamati. Orang yang berdiri di tanah hanya melihat gaya dorong lift yang dipercepat.

 

Gaya sentripetal merupakan gaya yang arahnya menuju pusat lingkaran dengan kerangka acuan inersial, sedangkan gaya sentrifugal merupakan gaya yang arahnya meninggalkan pusat dengan kerangka acuan non-inersial. Itulah sebabnya kita jarang menggunakan gaya sentrifugal dalam perhitungan untuk gerak melingkar karena kerangka yang digunakan adalah kerangka inersial.

 

Besar gaya sentripetal = besar gaya sentrifugal

Arah gaya sentripetal menuju pusat lingkaran sedangkan arah gaya seentrifugal meninggalkan pusat lingkaran.

 

\text{ }\!\!\Sigma\!\!\text{ }F=m{{a}_{s}}

9,6w=m\frac{{{v}^{2}}}{r}=m{{\omega }^{2}}r

{{\omega }^{2}}=\frac{9,6mg}{mr}=\frac{9,6g}{r}=\frac{96}{6}=16

\omega =4\frac{\text{rad}}{\text{s}}=4\times \frac{1}{1/60}\frac{\text{rad}}{\text{menit}}=240\frac{\text{rad}}{\text{menit}}

 

Jawaban B

Supiyanto. 2006. FISIKA UNTUK SMA KELAS X. Jakarta: Phiβeta.

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s