Page 315 - Fisika Dasar 1 - Mikrajuddin Abdullah

Bab 4 Gaya

4.4 Gaya Sentripetal

Setelah membahas gerak peluru, mari kita bahas gerak melingkar.
Kita mulai dengan gerak melingkat dengan laju konstan. Walaupun laju
pada gerak melingkar konstanta, tetapi tidak demikian dengan kecepatan.
Arah kecepatan selalu menyinggung lintasan sehingga selalu
berubah-ubah setiap kali terjadi perubahan posisi benda. Perubahan
kecepatan hanya mungkin terjadi jika ada percepatan. Jadi, selama
benda bergerak melingkar beraturan, pada benda selalu ada
percepatan. Percepatan tersebut hanya mengubah arah benda, tanpa
mengubah lajunya. Perubahan kecepatan yang demikian hanya mungkin
jika arah percepatan selalu tegak lurus arah kecepatan benda. Ini berarti
arah percepatan selalu searah jari-jari ke arah pusat lingkaran.

Dari mana percepatan ini muncul? Tentu dari gaya yang berarah
ke pusat lingkaran. Gaya macam ini banyak sekali. Untuk satelit yang
mengelilingi Bumi, percepatan ke pusat dihasilkan oleh gaya gravitasi.
Untuk elektron yang mengelilingi inti, percepatan ke pusat dihasilkan oleh
gaya Coulomb. Untuk benda yang diikat pada tali dan diputar, percepatan
ke pusat dihasilkan oleh tali (gaya tegang tali). Untuk kendaraan yang
bergerak pada jalan yang melingkar, percepatan ke pusat dihasilkan oleh
gaya gesekan permukaan jalan dengan roda.

Jika gaya yang bekerja pada benda bermassa m adalah Fc, maka
besar percepatan ke pusat memenuhi

F
a  c (4.83)
c
m

Dari persamaan (4.83) tampak bahwa besarnya percepatan ke pusat dapat
ditentukan dari informasi tentang gaya. Tetapi kita tidak selalu bisa
mengukur gaya tersebut secara langsung. Adakah cara lain menentukan
besarnya percpatan ke pusat tanpa perlu mengetahui gaya? Jawabannya
ada. Ternyata nilai percepatan ke pusat dapat dihitung pula dari laju
benda yang bererak melingkar. Untuk menunjukkan hubungan tersebut,
mari kita lihat Gambar 4.39.

Mula-mula benda berada di titik A. Jika tidak ada percepatan ke
arah pusat ac, maka setelah selang waktu t benda akan berada di titik B
dengan menempuh jarak sejauh vt. Tetapi karena adanya percepatan ke
arah pusat maka benda dari titik B ditarik ke titik C sehingga tepat berada
kembali di keliling lingkaran. Besarnya perpindahan selama t akibat

301