Rumus kecepatan dan jarak pada GLBB

GLBB atau gerak lurus berubah beraturan dapat diartikan sebagai gerak pada lintasan lurus dengan percepatan tetap. Percepatan tetap menyatakan perubahan kecepatan sama dalam selang waktu yang sama. Jadi misalnya sebuah mobil bergerak dengan percepatan tetap 10 m/s². Ini menunjukkan kecepatan mobil berubah sebesar 10 m/s tiap detiknya.

Pada GLBB berlaku rumus kecepatan sebagai berikut:

v = v0 + a . t

Keterangan:
v = kecepatan (m/s)
v0 = kecepatan awal (m/s)
a = percepatan (m/s²)
t = waktu.
Tanda (a) positif jika GLBB dipercepat dan negatif jika GLBB diperlambat.

Berdasarkan rumus diatas, jika yang dicari percepatan (a) maka rumusnya:



Jika yang dicari waktu (t) maka rumusnya sebagai berikut:



Selain menggunakan rumus pertama, untuk menentukan kecepatan pada GLBB dapat menggunakan rumus dibawah ini:

v² = v0² + 2. a . s

Dengan s menyatakan jarak yang ditempuh benda yang bergerak GLBB.

Untuk menghitung jarak GLBB, maka rumus yang digunakan seperti dibawah ini:

s = v0 + 1/2 . a . t²

Untuk mempelajari penerapan rumus GLBB ke dalam pemecahan soal klik link Pembahasan soal GLBB

Rumus yang berlaku pada gerak lurus beraturan (GLB)

Gerak lurus beraturan dapat diartikan sebagai gerak pada lintasan lurus dengan kecepatan konstan. Kecepatan konstan berarti dalam selang waktu yang sama jarak yang ditempuh sama.

Misalkan sebuah mobil bergerak dengan kecepatan konstan 10 m/s. Maka mobil tersebut menempuh jarak 10 meter dalam satu sekon. Jadi jika mobil itu bergerak selama 10 s maka jarak yang ditempuh 100 m.

Pada Gerak Lurus Beraturan berlaku rumus sebagai berikut:



Keterangan:
v = kecepatan (m/s)
s = jarak (m)
t = waktu

Berdasarkan rumus tersebut, jika yang dicari adalah waktu (t) maka rumusnya:



Sedangkan jika yang dicari jarak (s) maka rumusnya adalah:

s = v x t

Rumus gaya sentripetal pada gerak melingkar GMB

Gaya sentripetal dapat diartikan sebagai gaya yang bekerja pada benda yang bergerak melingkar beraturan dengan arah menuju pusat lingkaran. Jika digambarkan sebagai berikut:



Fs menyatakan gaya sentripetal. Gaya sentripetal dapat dihitung menggunakan rumus dibawah ini.



Keterangan:
Fs = gaya sentripetal (N)
m = massa benda (kg)
as = percepatan sentripetal (m/s²)
v = kecepatan linear (m/s)
R = jari-jari lingkaran (m)

Berdasarkan rumus tersebut, jika yang dicari adalah massa (m) maka rumusnya sebagai berikut:



Jika yang dicari jari-jari (R) maka rumusnya:



Sedangkan jika yang dicari kecepatan linear (v) maka rumusnya:



Selain menggunakan rumus yang pertama, gaya sentripetal dapat dihitung dengan menggunakan rumus dibawah ini:



Dengan ω menyatakan kecepatan sudut.
Penerapan rumus pada penyelesaian soal klik link  Pembahasan soal percepatan dan gaya sentripetal

Rumus percepatan sentripetal gerak melingkar beraturan GMB

Percepatan sentripetal adalah percepatan pada benda yang bergerak melingkar dengan arah menuju pusat lingkaran. Percepaatan sentripetal disebabkan oleh perubahan arah kecepatan linear. Secara umum percepatan sentripetal dirumuskan dengan:



Keterangan:
as = percepatan sentripetal (m/s²)
v = kecepatan linear (m/s)
R = jari-jari lintasan (m)

Berdasarkan rumus tersebut, jika yang dicari jari-jari (R) maka rumusnya:



Jika yang dicari kecepatan linear maka rumusnya sebagai berikut:



Selain menggunakan rumus pertama, percepatan sentripetal dapat dihitung menggunakan rumus dibawah ini:


Dengan ω menyatakan kecepatan sudut.
Untuk mempelajari penerapan rumus kedalam penyelesaian soal klik: Pembahasan soal percepatan dan gaya sentripetal

Rumus kecepatan sudut pada gerak melingkar GMB

Kecepatan sudut merupakan salah satu besaran yang terdapat pada gerak melingkar beraturan atau GMB. Kecepatan sudut dapat dinyatakan sebagai frekuensi sudut suatu benda dan sumbu putarnya. Kecepatan sudut mempunyai satuan radian per sekon atau biasa disingkat dengan rad/s. Nama lain kecepatan sudut adalah kecepatan anguler.

Rumus kecepatan sudut sebagai berikut:



Keterangan:
ω = kecepatan sudut (rad/s)
T = periode (s)
f = frekuensi putaran (H).

Berdasarkan rumus diatas, jika kita ingin menghitung periode (T) maka rumusnya:



Jika yang dicari frekuensi maka persamaannya sebagai berikut:



Selain menggunakan rumus diatas, kecepatan sudut dapat dihitung dengan persamaan dibawah ini:



Rumus diatas digunakan jika kecepatan linear diketahui.

Rumus kecepatan linear gerak melingkar beraturan (GMB)

Kecepatan linear gerak melingkar beraturan adalah kecepatan yang arahnya menyinggung lingkaran. Jika digambarkan sebagai berikut.


Arah kecepatan linear tidak sama untuk tiap posisi. Perubahan arah kecepatan linear menyebabkan adanya percepatan yang disebut percepatan sentripetal.

Rumus untuk menentukan kecepatan linear gerak melingkar beraturan sebagai berikut:



Keterangan:
v = kecepatan linear (m/s)
T = periode (s)
R = jari-jari lintasan (m)
f = frekuensi (Hz)

Selain menggunakan rumus tersebut, kecepatan linear dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:

 

Dengan ω menyatakan kecepatan sudut.

Berdasarkan rumus diatas, jika ingin menghitung kecepatan sudut, maka berlaku persamaan:



Jika yang dicari R maka persamaannya menjadi:

 

Untuk melihat penerapan rumus ke contoh soal, lihat disini Pembahasan soal kecepatan linear gerak melingkar

Contoh penyelesaian soal UN SMP tentang hukum Kirchhoff 1

Nomor 1 (UN 2015)
Perhatikan gambar berikut!


Jika pada rangkaian listrik besar kuat arus I1 = 4 A, I2 = 3 A, I4 = 7 A, I5 = 4 A, besar kuat arus listrik pada I3 adalah...
A. 3 A
B. 4 A
C. 7 A
D. 10 A

Penyelesaian
Diketahui
Arus masuk : I1 dan I3
Arus keluar = I2, I4, I5
Ditanya: I3
Berdasarkan hukum Kirchhoff 1: Arus masuk = arus keluar.
I1 + I3 = I2 + I4 + I5
4 A + I3 = 3 A + 7 A + 4 A
4 A + I3 = 14 A
I3 = 14 A - 4 A = 10 A
Jawaban: D

Nomor 2 (UN 2014)
Perhatikan gambar titik percabangan arus listrik berikut.



Kuat arus I pada rangkaian adalah...
A. 8 A
B. 6 A
C. 4 A
D. 2 A

Penyelesaian
Diketahui:
Arus masuk = 4 A dan 8 A
Arus keluar = 2 A, 6 A dan I
Ditanya: I
Jawab:
Arus masuk = arus keluar
4 A + 8 A = 2 A + 6 A + I
12 A = 8 A + I
I = 12 A - 8 A = 4 A
Jawaban: C