KOMPAS.com - Dilansir dari Buku Bongkar Pola Soal UNBK SMA/MA IPA 2020 (2019) oleh Eli Trisnowati, hubungan roda-roda masih terkait dengan gerak melingkar.
Misalnya, antara gir dengan roda pada sepeda, gir pada mesin-mesin kendaraan bermotor, dan sebagainya.
Dalam fisika, ada tiga jenis hubungan roda-roda yaitu, hubungan roda seporos, bersinggungan, dan rantai.
Baca juga: Hubungan Roda-Roda: Sistem Satu Poros dan Tali yang Sama
Hubungan roda seporos
Hubungan roda seporos adalah arah gerak kedua roda sama dan kecepatan sudut sama.
Rumus hubungan roda seporos:
Hubungan roda bersinggungan
Hubungan roda bersinggungan adalah suatu kondisi arah gerak roda berlawanan, tetapi kecepatan linear sama.
Rumus hubungan roda bersinggungan:
Baca juga: Hubungan Roda-roda pada Gerak Melingkar
Hubungan roda menggunakann rantai
Hubungan roda menggunakan rantai adalah suatu kondisi arah gerak roda sama dan kecepatan linear sama.
Rumus hubungan roda menggunakan rantai:
Keterangan:
= kecepatan linear roda 1 (m/s)
= kecepatan linear roda 2 (m/s)
= kecepatan sudut roda 1 (rad/s)
= kecepatan sudut roda 2 (rad/s)
= jari-jari roda 1 (m)
= jari-jari roda 2 (m)
Baca juga: Menentukan Frekuensi dari Gerak Melingkar Beraturan
Contoh soal
Berikut contoh soal untuk memahaminya:
Tiga roda A, B, dan C dihubungkan dengan tali seperti gambar. Jika roda A berputar sebanyak 240 kali dalam 1 menit, maka kelajuan linear roda C adalah ....
A. 0,448 π m/s
B. 0,384 π m/s
C. 0,348 π m/s
D. 0,288 π m/s
E. 0,204 π m/s
Jawab:
Diketahui:
= 240 kali
= 0,08 m
= 0,12 m
= 1 menit = 60 sekon
= 0,2 m
Ditanya:
= ....?
Pembahasan:
Roda B dan roda C memiliki kecepatan sudut yang sama.
Jadi, jawaban (B).
Baca juga: Menentukan Perlambatan dari Gerak Melingkar Berubah Beraturan
Contoh soal 2Tiga buah roda, yaitu A (jari-jari = 20 cm), roda B (jari-jari = 40 cm), dan roda C (jari-jari = 20 cm), dihubungkan seperti gambar. Jika roda A berputar, maka perbandingan kecepatan sudut roda A, B, dan C adalah ....
A. 1:1:1
B. 1:2:1
C. 1:4:1
D. 2:1:2
E. 4:1:4
Jawab:
Diketahui:
= 20 cm
= 40 cm
= 20 cm
Roda A dan roda B bersinggungan, roda B dan roda C terhubung dengan rantai, sehingga kecepatan linear A, B, dan C sama .
Perbandingan kecepatan sudut A,B, dan C adalah:
(untuk disamakan penyebut, maka dikali 0,4)
Jadi, jawaban D.
Baca juga: Contoh Soal Gerak Melingkar Beraturan
Contoh soal 3Perhatikan gambar!
Jari-jari roda A = 30 cm, roda B = 40 cm, roda C = 25 cm, dan roda D = 50 cm. Roda B berputar dengan kecepatan anguler 50 rad/s, maka kecepatan anguler roda D adalah ....
A. 80 rad/s
B. 60 rad/s
C. 50 rad/s
D. 40 rad/s
E. 30 rad/s
Jawab:
Diketahui:
= 30 cm
= 40 cm
= 25 cm
= 50 cm
= 50 rad/s
Ditanya:
= ....?
Pembahasan:
Berdasarkan konsep hubungan roda-roda, maka pada gambar berlaku:
dan
Sehingga:
Jadi, jawaban (E).
Baca juga: Gerak Melingkar Berubah Beraturan dan Percepatan Tangensial
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.