Jika Sebuah Batu Diikat Dengan Tali Lalu Diputar Horizontal

Jika sebuah batu diikat dengan tali lalu diputar horizontal, tangan kita harus terus menarik tali, tidak boleh kendur atau lepas. Artinya tangan kita mengerjakan gaya (F) pada batu melalui tali. Seberapa besar gaya atau tarikan tangan kita, dapat diduga bergantung pada massa batu (m), panjang tali ( l ), dan seberapa cepat berputar ( v). Bagaimana bentuk persamaan atau rumus yang menghubungkan F, m, l , dan v?

PEMBAHASAN

Dalam situasi seperti itu, gaya atau tarikan yang diberikan oleh tangan untuk menjaga batu agar tetap berputar dalam lingkaran disebut sebagai gaya sentripetal. Gaya sentripetal ini diperlukan untuk mengatasi inersia batu dan mempertahankan gerak melingkar.

Bentuk umum persamaan untuk gaya sentripetal (F) adalah sebagai berikut:

F = (m * v^2) / r

Di mana:

·        F adalah gaya sentripetal yang diberikan oleh tangan (dalam newton, N).

·        m adalah massa batu (dalam kilogram, kg).

·        v adalah kecepatan linear batu saat berputar (dalam meter per detik, m/s).

·        r adalah panjang tali (jarak antara tangan dan pusat lingkaran gerak batu, dalam meter, m).

Namun, jika batu berputar secara horizontal, maka panjang tali (l) adalah panjang lengkung yang diukur dari pusat gerakan ke titik di mana tangan Anda menggenggam tali. Jadi, panjang tali (l) dan jari-jari lingkaran gerak (r) dalam kasus ini adalah sama.

Sehingga, persamaan tersebut dapat ditulis ulang sebagai berikut:

F = (m * v^2) / l

Jadi, gaya sentripetal yang diperlukan untuk menjaga batu berputar dalam lingkaran bergantung pada massa batu (m), kecepatan linear batu (v), dan panjang tali (l). Semakin besar massa batu, semakin besar kecepatan linear, atau semakin panjang tali, semakin besar gaya sentripetal yang diperlukan untuk menjaga batu tetap berputar.

Share :