Artikel ini menjelaskan apa itu gaya tangensial dalam fisika. Jadi, Anda akan menemukan arti gaya tangensial, cara menghitung gaya tangensial, dan latihan penyelesaiannya.
Apa itu gaya tangensial?
Gaya tangensial adalah gaya yang bekerja pada suatu benda yang menggambarkan gerak melingkar yang tidak beraturan. Secara khusus, gaya tangensial bersinggungan dengan lintasan melingkar suatu benda dan merupakan gaya yang menyebabkan benda mengubah besar kecepatannya.
Oleh karena itu, gaya tangensial adalah gaya yang mengubah kecepatan tangensial suatu benda yang menggambarkan lintasan melingkar.
Misalnya, jika suatu benda yang bergerak melakukan gerak melingkar dan gaya tangensial yang bekerja padanya bernilai positif, maka kecepatan tangensial benda yang bergerak tersebut akan bertambah, yang berarti benda yang bergerak tersebut akan berputar semakin cepat.
Seperti terlihat pada gambar sebelumnya, gaya tangensial (F t ) bersinggungan dengan lintasan benda yang melakukan gerak melingkar. Sebaliknya, gaya sentripetal (F c ) tegak lurus terhadap gaya tangensial dan mengarah ke pusat lintasan melingkar. Di bawah ini kita akan melihat perbedaan antara gaya tangensial dan gaya sentripetal.
Ingatlah bahwa gaya tangensial adalah nol dalam MCU, karena kecepatan sudut dalam kasus ini adalah konstan dan oleh karena itu, kecepatan tangensial tidak mengubah nilainya.
Rumus gaya tangensial
Gaya tangensial sama dengan massa benda dikalikan dengan percepatan tangensial . Gaya tangensial juga dapat dihitung dengan mengalikan massa benda dengan percepatan sudut dan jari-jari lintasan melingkar.
Oleh karena itu, rumus gaya tangensial adalah sebagai berikut:
Emas:
-
adalah gaya tangensial.
-
adalah massa benda yang bergerak yang menggambarkan gerak melingkar.
-
adalah percepatan tangensial (atau percepatan linier).
-
adalah variasi kecepatan tangensial (atau kecepatan linier).
-
adalah variasi temporal.
-
adalah percepatan sudut.
-
adalah jari-jari lintasan gerak melingkar.
Nilai gaya tangensial harus diartikan sebagai berikut:
- F t >0 : jika gaya tangensialnya positif, berarti besarnya kecepatan benda bertambah seiring waktu. Oleh karena itu, benda bergerak menggambarkan gerakan melingkar dengan percepatan sudut positif.
- F t <0 : jika gaya tangensial negatif, ini berarti amplitudo kecepatan benda berkurang seiring waktu. Oleh karena itu, benda bergerak menggambarkan gerakan melingkar dengan percepatan sudut negatif.
- F t =0 : jika gaya tangensial sama dengan nol, berarti besar kecepatan benda tetap. Oleh karena itu, ponsel menggambarkan gerak melingkar beraturan (MCU).
Contoh perhitungan gaya tangensial
Setelah kita melihat definisi gaya tangensial dan rumusnya, kita akan melihat contoh penyelesaian tentang cara menghitung jenis gaya ini.
- Sebuah benda bergerak bermassa m=7 kg menggambarkan gerak melingkar dengan percepatan beraturan. Pada waktu t i = 2 s kecepatan tangensialnya 5 m/s dan pada waktu t f = 6 s kecepatan tangensialnya 11 m/s. Berapakah gaya tangensial yang bekerja pada benda bergerak?
Untuk mencari gaya tangensial, kita harus menerapkan rumus yang terlihat pada bagian sebelumnya:
Dalam hal ini, soal sudah memberi kita semua data yang diperlukan, jadi kita mengganti nilainya ke dalam rumus dan menghitung gaya tangensial:
Kesimpulannya, gaya tangensial akan menyebabkan kecepatan benda yang bergerak bertambah beraturan, sehingga benda yang bergerak akan melakukan gerak melingkar dipercepat beraturan (MCUA).
Gaya tangensial dan gaya sentripetal
Terakhir, kita akan melihat perbedaan antara gaya tangensial dan gaya sentripetal, karena keduanya merupakan gaya yang muncul pada gerak melingkar.
Gaya sentripetal adalah gaya yang menyebabkan benda berubah arah dalam gerak melingkar. Gaya sentripetal merupakan gaya radial yang timbul pada gerak melingkar dan mengarah ke pusat lintasan melingkar.
Perbedaan antara gaya tangensial dan gaya sentripetal adalah gaya tangensial mengubah modul kecepatan benda yang menggambarkan gerak melingkar, sebaliknya gaya sentripetal mengubah arah kecepatan benda.
Selain itu, gaya sentripetal muncul dalam semua jenis gerak melingkar, karena gaya itulah yang menyebabkan benda bergerak melakukan lintasan melingkar. Namun, gaya tangensial adalah nol ketika gerak melingkar beraturan, karena kecepatan benda yang bergerak adalah konstan.