KOMPAS.com - Saat Anda melihat mobil melaju pada tikungan jalan, maka itu termasuk dalam gerak benda melingkar horizontal.
Dilansir dari buku Bongkar Pola Soal UNBK SMA/MA IPA 2020 (2019) oleh Elis Trisnowati, gerak benda melingkar horizontal adalah gerak suatu benda yang membentuk lintasan berupa lingkaran mengelilingi suatu titik tetap secara mendatar atau horizontal.
Adapun gaya yang bekerja pada benda untuk mempertahankan gerak benda dalam lintasan lingkaran adalah gaya sentripetal.
Baca juga: Hubungan Gerak Lurus dan Gerak Melingkar
Rumus gerak melingkar horizontal:
Keterangan:
Fs = gaya sentripetal (N)
m = massa benda (kg)
v = kecepatan linear benda (m/s)
R = jari-jari lintasan lingkaran (m)
Contoh soal 1
Mobil melaju pada sebuah tikungan jalan raya di posisi M seperti terlihat pada gambar di bawah.
Koefisien gesekan statik antara roda dan jalan 0,4 (percepatan gravitasi 10 m/s^2). Agar mobil tidak keluar jalur, kecepatan maksimum yang diperbolehkan adalah ....
A. √10 m/s
B. 2 √10 m/s
C. 4 √10 m/s
D. 5 √10 m/s
E. 6 √10 m/s
Diketahui:
μ = 0,4
R = 40 m
g = 10 m/s²
Ditanya:
v maks = ....?
Pembahasan:
Pada gerak melingkar, besarnya gaya gesek sama dengan gaya sentripetal agar mobil dapat melaju dengan aman.
F gesek = Fs →μm g = m v²/R
v² = μgR → v = √μgR
v = √(0,4)(10)(40)
= 4√10 m/s
Jadi, kecepatan maksimum yang diperbolehkan adlaah 4√10 m/s. Jawaban (C).
Baca juga: Menentukan Perlambatan dari Gerak Melingkar Berubah Beraturan
Contoh soal 2
Sebuah benda bermassa 200 gr yang diikat pada seutas tali yang panjangnya 1,6 m dan diputar secara horisontal. Jika tegangan maksimum pada tali adalah 2 N, berapakah kecepatan maksimum putaran benda?
Jawab:Diketahui:
m = 200 gram = 0,2 kg
R = 1,6 m
Fs = 2 N
Ditanya:
Kecepatan maksimum (v) = ....?
Pembahasan:
Jadi, kecepatan maksimum putaran benda adalah 4 m/s.
Baca juga: Pengertian dan Cara Mengerjakan Soal Gerak Melingkar Beraturan
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.