off.whip.live
Rantai dan roda gerigi sepeda memiliki hubungan kecepatan linear dan sudut/angular.
KOMPAS.com - Gerak melingkar umumnya dapat kita analogikan sebagai gerak roda pada motor, roda sepeda, katrol, atau sistem gir pada mesin. Dalam gerak melingkar, roda-roda tersebut dapat saling dihubungkan satu sama lain.
Dilansir Bedah Fisika Dasar (2018), pada dasarnya terdapat tiga jenis hubungan roda-roda, yaitu hubungan roda seporos (sepusat), roda bersinggungan, dan roda yang dihubungkan dengan sabuk atau rantai.
Mari kita simak pembahasan di bawah.
Satu poros
Setya Nurachmandani Gambar hubungan roda seporos
Pada jenis roda seporos, arah putar pada roda A searah dengan arah putar pada roda B. Kecepatan sudut roda A sama dengan kecepatan sudut roda B. Secara matematis dapat ditulis di bawah ini:
Risya Fauziyyah Persamaan pada roda seporos
Baca juga: Gerak Melingkar Berubah Beraturan dan Percepatan Tangensial
Bersinggungan
Setya Nurachmandani Gambar hubungan roda bersinggungan
Pada hubungan roda yang bersinggungan, arah putar roda A berlawanan arah dengan arah putar roda B. Secara matematis, persamaan pada hubungan roda bersinggungan adalah sebagai berikut:
Risya Fauziyyah Persamaan pada roda bersinggungan
Dengan Sabuk atau Rantai
Setya Nurachmandani Gambar hubungan roda dengan sabuk atau rantai
Pada hubungan roda dengan sabuk atau rantai, arah putar roda A searah dengan arah putar roda B. Selain itu juga kelajuan linear roda A dan kelajuan linear roda B adalah sama.
Persamaan pada hubungan roda dengan sabuk atau rantai secara matematis adalah sebagai berikut:
Risya Fauziyyah Persamaan pada roda dengan sabuk atau rantai
Untuk lebih memahami hubungan roda-roda, mari kita simak dan kerjakan contoh soal di bawah.
- Terdapat dua buah roda A dan B yang saling bersinggungan. Jika diketahui kecepatan sudut A adalah 20 rad/s, jari-jari roda B adalah 1/2 kali jari-jari roda A. Tentukanlah kecepatan sudut roda B.
Baca juga: Hubungan Gerak Lurus dan Gerak Melingkar
Kita telah membahas 10 soal gerak melingkar [bagian 2]. Berikut 5 soal dan pembahasan teori gerak melingkar [bagian 3] yang dapat dipelajari sebelum ujian.
Baca sebelumnya : 10 Soal & Pembahasan Gerak Melingkar [bagian 2] ǀ Pilihan Ganda
Pilihlah jawaban yang tepat dari pilihan di bawah ini.
21. Pada hubungan roda-roda yang terhubung dengan gerigi terjadi kecepatan sudut yang sama,
SEBAB
Nilai kecepatan linier berbanding terbalik dengan jumlah gerigi
Tanggapan terkait kedua pernyataan di atas adalah . . .
A. Kedua pernyataan benar dan saling berhubungan
B. Kedua pernyataan benar dan tidak saling berhubungan
C. Pernyataan 1 benar dan pernyataan 2 salah
D. Pernyataan 1 salah dan pernyataan 2 benar
E. Kedua pernyataan salah
Pembahasan :
Gerigi roda yang saling terhubung atau bersinggungan, kecepatan sudut keduanya tidak sama dan kecepatan linier-nya berbanding lurus dengan jumlah gerigi v = ω.n
Jawaban E.
22. Roda A yang memiliki 20 gerigi dan frekuensi 50 Hz. Ia dihubungkan dengan roda B yang jumlah geriginya 40 menggunakan tali. Besar kecepatan sudut roda B adalah . . .
A. 5π rad/s
B. 25π rad/s
C. 50π rad/s
D. 50/π rad/s
E. 25π rad/s
Pembahasan :
Diketahui :
Roda saling berhubungan dimana vA = vB atau ωA.nA = ωB.nB
nA = 20
nB = 40
fA = 50 Hz, jadi ωA = 2πf = 100π rad/s
Ditanya : Kecepatan sudut B [ωB]
ωA.nA | = | ωB.nB |
[100π][20] | = | ωB.40 |
ωB | = | 50π rad/s |
Jawaban C.
23. Dua roda yang saling bersinggungan memiliki perbandingan radius roda sebesar 3 : 1. Perbandingan frekuensi keduanya adalah . .
A. 3 : 4
B. 3 : 1
C. 4 : 9
D. 2 : 3
E. 1 : 3
Pembahasan :
Diketahui :
Roda saling bersinggungan dimana vA = vB atau ωA.rA = ωB.rB
rA = 3R
rB = R
Ditanya : Perbandingan frekuensi keduanya [fA/fB]
ωA.rA | = | ωB.rB |
[2πfA]. rA | = | [2πfB]. rB |
fA. rA | = | fB. rB |
fA/fB | = | rB/ rA |
fA/fB | = | R/3R |
fA/fB | = | 1/3 |
Jawaban E.
24. Terdapat dua roda besar dengan satu roda kecil yang memiliki perbandingan jari-jari 2 : 1. Roda kecil seporos dan sekaligus setali dengan roda besar. Bila roda C yang tidak seporos dengan roda besar digerakkan dengan kecepatan sudut A, maka kecepatan sudut roda besar yang seporos dengan roda kecil adalah . . .
A. [A/2] m/s
B. [A/3] m/s
C. A m/s
D. 2A m/s
E. 3A m/s
Pembahasan :
Diketahui :
Roda A dan B seporos, roda B dan C saling berhubungan
rA = 2R
rB = R
rC = 2R
ωC = A rad/s
Ditanya : Kecepatan sudut A [ωA]
*Roda C dan B berhubungan, maka keceatan linier mereka sama
vC | = | vB |
ωC.rC | = | ωB.rB |
A.2R | = | ωB.R |
ωB | = | 2A |
*Roda B dan A seporos, maka kecepatan sudut keduanya sama. Jadi, ωB = ωA = 2A rad/s
Jawaban D.
25. Perhatikan faktor-faktor berikut!
1] Jari-jari roda
2] Kecepatan sudut
3] Kecepatan linier
4] Jumlah gerigi
Pernyataan yang berhubungan dengan periode putaran roda roda yang saling berhubungan adalah . . .
A. 1, 2, dan 3
B. 1 dan 3
C. 2 dan 4
D. 4 saja
E. Semua benar
Pembahasan :
Besaran-besaran yang berhubungan dengan roda saling berhubungan adalah jari-jari roda, kecepatan sudut, kecepatan linier, jumlah gerigi.
Jawaban E.
Baca selanjutnya : 10 Soal & Pembahasan Dinamika Partikel [bagian 1] ǀ Pilihan Ganda
Itulah 5 soal dan pembahasan gerak melingkar yang mencakup beberapa sub bab. Klik untuk melanjutkan pembahasan