sebuah benda bergerak dalam lintasan melingkar selama satu jam. jika frekuensi gerak benda dinaikkan 10 kali, hitung nilai gaya sentripetal benda tersebut! tolo

Kelas: XI

Mata Pelajaran: Fisika

Materi: Gaya Sentripetal dan Gaya Sentrifugal

Kata Kunci: Gaya Sentripetal

Jawaban pendek:

Sebuah benda bergerak dalam lintasan melingkar selama satu jam. Jika frekuensi gerak benda dinaikkan 10 kali, maka gaya sentripetal akan menjadi 100 kali gaya sentripetal awal.

Jawaban panjang:

Gaya sentripetal adalah gaya yang membuat benda untuk bergerak melingkar. Gaya sentripetal memiliki besar sebanding kuadrat kecepatan tangensial benda dan berbanding terbalik dengan jari-jari lintasan, dengan arah menuju pusat lintasan berbentuk lingkaran.

Besar dari gaya dalam percepatan sentripetal adalah:

F = m. v² / r

dimana:

F = gaya sentripetal (dalam satuan Newton)

v = kecepatan linear benda berputar (dalam satuan m/s)

r= jari-jari perputaran (dalam satuan meter)

karena hubungan kecepatan linear (v) dan kecepatan sudut (ω) adalah:

v = ω. r

dan hubungan kecepatan sudut (ω) dan frekuensi perputaran (f) adalah:

ω = 2π. f

maka gaya sentripetal besarnya adalah:

F = m. v² / r

   = m. (ω. r)² / r

   = m. (2π. f. r) ² / r

   = 4 m. π² f² r² / r

F = 4 m. π² f² r

Sehingga bila frekuensi gerak benda dinaikkan 10 kali (f₂ = 10 f₁), perbandingan gaya sebelum (F₁) dan gaya sesudah perubahan frekuensi (F₂) adalah:

F₁/F₂ = (4 m. π² f₁² r) / (4 m. π² f₂² r)

F₁/F₂ = f₁² / f₂²

F₁/F₂ = f₁² / (10 f₁)²

F₁/F₂ = f₁² / (100 f₁²)

F₁/F₂ = 1/100

F₂ = 100 F₁

Jadi nilai gaya sentripetal benda tersebut menjadi 100 kali gaya sentripetal awal.