KOMPAS.com - Gerak melingkar beraturan berkaitan dengan hubungan pada roda-roda. Bagaimanakah penerapannya dalam suatu studi kasus? Salah satu diantaranya akan kita bahas pada contoh soal ini.
Soal dan Pembahasan
Jari-jari roda A, B, dan C masing-masing adalah 40 cm, 10 cm, dan 30 cm. Apabila roda A berputar dengan kecepatan sudut 20 rad/s, tentukan kecepatan linear roda C!
Permasalahan di atas terkait menentukan kecepatan linear, yang penyelesaiannya dilakukan dengan menggunakan konsep hubungan pada roda dalam gerak melingkar beraturan.
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.
Baca juga: Hubungan Roda-roda pada Gerak Melingkar
Pada hubungan roda seporos, kecepatan sudut roda A sama dengan kecepatan sudut roda B.
ωA = ωB
vA/rA = vB/rB
Pada hubungan roda bersinggungan, kecepatan linear roda A sama dengan kecepatan linear roda B.
vA = vB
ωArA = ωBrB
Pada hubungan roda dengan sabuk atau rantai, kecepatan linear roda A sama dengan kecepatan linear roda B.
vA = vB
ωArA = ωBrB
Sekarang mari kita selesaikan permasalahan pada soal di atas.
Diketahui
- Jari-jari roda A (rA) = 40 cm = 0,4 m,
- Jari-jari roda B (rB) = 10 cm = 0,1 m,
- Jari-jari roda C (rC) = 30 cm = 0,3 m,
- Kecepatan sudut roda A (ωA) = 20 rad/s.
Baca juga: Kecepatan Linear dan Kecepatan Sudut dalam Gerak Melingkar
Ditanyakan
Kecepatan linear roda C (vC).
Penyelesaian
Hubungan roda A dan B (hubungan roda dengan sabuk atau rantai)
vA = vB
(ωA)(rA) = (ωB)(rB)
(20)(0,4) = (ωB)(0,1)
ωB = (20)(0,4)/(0,1)
ωB = 80 rad/s
Hubungan roda B dan C (hubungan roda satu poros)
ωB = ωC
ωB = vC/rC
80 = vC/0,3
vC = (80)(0,3)
vC = 24 m/s
Baca juga: Percepatan Sentripetal pada Gerak Melingkar Beraturan
Sehingga kecepatan linear roda C adalah 24 m/s.
Dapatkan update berita pilihan dan breaking news setiap hari dari Kompas.com. Mari bergabung di Grup Telegram "Kompas.com News Update", caranya klik link https://t.me/kompascomupdate, kemudian join. Anda harus install aplikasi Telegram terlebih dulu di ponsel.