▷ Kecepatan sudut

Artikel ini menjelaskan apa itu kecepatan sudut dalam fisika. Jadi, Anda akan menemukan cara mencari kecepatan sudut, latihan yang diselesaikan, dan terakhir, apa perbedaan antara kecepatan sudut dan kecepatan linier.

Berapakah kecepatan sudut?

Kecepatan sudut adalah ukuran yang menentukan kecepatan rotasi suatu benda, yaitu kecepatan sudut adalah kecepatan rotasi suatu benda. Singkatnya, kecepatan sudut menunjukkan laju perubahan posisi sudut suatu benda.

Simbol kecepatan sudut adalah huruf Yunani ω (omega).

Satuan kecepatan sudut dalam Sistem Internasional (SI) adalah radian per detik (rad/s). Meskipun satuan putaran per menit (rpm atau rev/min) juga digunakan untuk menyatakan nilai kecepatan sudut.

Kecepatan sudut direpresentasikan sebagai vektor aksial yang sejajar dengan sumbu rotasi. Modulus vektor adalah nilai kecepatan sudut dan arah vektor ditentukan dengan aturan tangan kanan. Pada bidang, jika benda berputar searah jarum jam maka vektor kecepatan sudut akan masuk ke dalam bidang, sedangkan jika benda berputar berlawanan arah jarum jam maka vektor kecepatan sudut akan keluar bidang.

Cara menghitung kecepatan sudut

Ada beberapa rumus untuk menghitung kecepatan sudut suatu benda dan Anda harus menggunakan satu atau beberapa rumus tergantung pada situasi dan data yang Anda miliki. Kita kemudian akan melihat bagaimana kecepatan sudut dihitung dalam setiap kasus.

Rumus kecepatan sudut

Kecepatan sudut rata-rata sama dengan perpindahan sudut (Δθ) dibagi pertambahan waktu (Δt). Jadi, untuk menghitung kecepatan sudut rata-rata, selisih posisi sudut akhir dan posisi sudut awal harus dibagi selisih waktu akhir dan waktu awal.

Singkatnya, rumus menghitung kecepatan sudut rata-rata adalah:

Emas:

$\omega$

adalah kecepatan sudut.
$\Delta \theta$

adalah pertambahan posisi sudut.
$\Delta t$

adalah pertambahan waktu.
$\theta_f$

adalah posisi sudut terakhir.
$\theta_i$

adalah posisi sudut awal.
$t_f$

adalah momen terakhir.
$t_i$

adalah momen awal.

Di sisi lain, meskipun soal biasanya meminta kita menghitung kecepatan sudut rata-rata, kita mungkin tertarik untuk menentukan kecepatan sudut sesaat. Jadi, kecepatan sudut sesaat dihitung dengan persamaan berikut:

$\displaystyle\omega =\lim_{\Delta t\to0}\frac{\Delta\theta}{\Delta t}=\frac{d\theta}{dt}$

Kecepatan sudut pada gerak melingkar beraturan (MCU)

Dalam gerak melingkar beraturan (UCM), kecepatan sudut suatu benda yang melakukan gerak melingkar beraturan dihitung dengan membagi 2π dengan periode. Demikian pula, kecepatan benda yang berputar beraturan dapat dicari dengan mengalikan 2π dengan frekuensi.

$\omega=\cfrac{2\pi}{T}=2\pi \cdot f$

Emas:

$\omega$

adalah kecepatan sudut.
$T$

adalah periode gerak melingkar beraturan.
$f$

adalah frekuensi gerak melingkar beraturan.

Ingatlah bahwa dalam gerak melingkar beraturan kecepatan sudutnya konstan, jika tidak maka jenis geraknya akan berbeda.

Kecepatan sudut pada gerak melingkar dipercepat beraturan (MCUA)

Dalam gerak melingkar dipercepat beraturan (MCUA), kecepatan sudut bertambah atau berkurang secara linier terhadap waktu. Oleh karena itu, dalam hal ini, kecepatan sudut suatu saat sama dengan kecepatan sudut awal ditambah hasil kali percepatan sudut dengan waktu yang telah berlalu.

$\omega=\omega_0+\alpha \cdot t$

Emas:

$\omega$

adalah kecepatan sudut.
$\omega_0$

adalah kecepatan sudut awal.
$\alpha$

adalah percepatan sudut.
$t$

adalah saat di mana kecepatan sudut dihitung.

Dari persamaan gerak melingkar yang dipercepat beraturan, kita dapat menyimpulkan hubungan antara kecepatan sudut pada suatu saat dengan percepatan sudut dan perpindahan sudut:

$\omega=\sqrt{\omega_0^2+2\cdot\alpha\cdot\Delta\theta}$

Contoh penghitungan kecepatan sudut

Setelah kita mengetahui definisi kecepatan sudut dan rumusnya, kita akan melihat contoh penyelesaian tentang cara menghitungnya untuk menyelesaikan asimilasi konsep.

Sebuah benda yang berputar dengan kecepatan sudut konstan membutuhkan waktu 10 menit untuk menyelesaikan 8 putaran penuh. Berapakah kecepatan sudut rata-rata benda tersebut?

Pertama, kita harus menentukan berapa radian yang setara dengan tiga putaran penuh untuk mengetahui perpindahan sudut benda. Satu putaran sama dengan 2π radian, jadi tiga putaran adalah:

$\Delta \theta=8 \ tours \cdot \cfrac{2\pi \ rad}{1 \ tour} =16 \pi \ rad$

Selanjutnya, kita ubah waktu yang berlalu menjadi detik sehingga dinyatakan dalam Satuan Sistem Internasional:

$\Delta t = 10 \ min \cdot \cfrac{60 \ s}{1 \ min} =600 \ s$

Dan terakhir, kita menggunakan rumus kecepatan sudut rata-rata untuk mencari nilainya:

$\omega=\cfrac{\Delta \theta}{\Delta t}=\cfrac{16 \pi}{600}=0.084 \ \cfrac{rad}{s}$

Kecepatan sudut dan kecepatan linier

Terakhir, kita akan melihat perbedaan antara kecepatan sudut dan kecepatan linier, karena ini adalah dua konsep kinematik yang harus kita pahami dengan jelas.

Perbedaan antara kecepatan sudut dan kecepatan linier adalah kecepatan sudut adalah kecepatan rotasi suatu benda, sedangkan kecepatan linier adalah kecepatan gerak maju suatu benda.

Oleh karena itu, benda yang bergerak melingkar mempunyai kecepatan sudut dan kecepatan linier. Ia memiliki kecepatan sudut karena ia berputar terhadap suatu sumbu dan, selain itu, ia memiliki kecepatan linier karena mengikuti suatu lintasan sehingga bergerak maju.

Demikian pula, kecepatan sudut adalah vektor yang tegak lurus terhadap bidang tempat benda bergerak melakukan gerak melingkar. Namun vektor kecepatan linier bersinggungan dengan lintasan gerak melingkar.

Kecepatan sudut dan kecepatan linier berhubungan secara matematis. Lebih tepatnya, kecepatan linier suatu benda dalam gerak melingkar beraturan sama dengan kecepatan sudut dikalikan jari-jari lintasan.

$v=w\cdot r$

Emas:

$v$

adalah kecepatan linier.
$\omega$

adalah kecepatan sudut.
$r$

adalah jari-jari lintasan gerak melingkar.

Berapakah kecepatan sudut?

Cara menghitung kecepatan sudut

Rumus kecepatan sudut

Kecepatan sudut pada gerak melingkar beraturan (MCU)

Kecepatan sudut pada gerak melingkar dipercepat beraturan (MCUA)

Contoh penghitungan kecepatan sudut

Kecepatan sudut dan kecepatan linier

Tinggalkan komentar Batalkan balasan