Untuk gerak melingkar vertikal:
- Ketika benda melakukan gerak melingkar vertikal, maka besar tegangan tali setiap kedudukan benda akan berbeda, termasuk pada titik terendah dan titik tertinggi.
- Ketika benda berada pada titik terendah, maka tegangan tali akan bernilai maksimum dan
- ketika benda berada pada titik tertinggi, maka tegangan tali akan bernilai minimum.
Berdasarkan gambar di atas, tegangan tali pada masing-masing titik sebagai berikut :T=F±Wcosθdengan F=mv2R=mω2Rdan W=mgaturan penggunaan:
1. Sebuah benda bermassa 0,2kg diikat dengan seutas tali kemudian diputar secara vertikal sehingga benda bergerak melingkar dengan jari-jari 30 cm dan kecepatan 6 m/s. Tentukan selisih tegangan tali di titik tertinggi dengan tegangan tali di titik terendah.
Jawaban Fisika Pak Dimpun:ΔT=TB−TAΔT=F+W−(F+W)ΔT=2mgΔT=2(0,2)10=4N
2. Sebuah mobil melewati suatu gundukan jalan yang berupa busur lingkaran dengan jari-jari 8 m. Bila g = 10 m/s2. Berapakah kecepatan maksimum mobil saat melewati tempat tertinggi agar ban mobil tetap menyentuh jalan?
Jawaban Fisika Pak Dimpun: v=√gRv=√10(8,1)v=√81v=9ms−1
3. Sebuah batu dengan massa 2 kg diikat dengan tali dan diputar sehingga lintasan berbentuk lingkaran vertikal dengan jari-jari 0,5 m. Jika kecepatan sudut batu 6 rad/det dan g = 10 m/det2, maka tegangan tali pada saat batu di titik tertinggi adalah ...
Jawaban Fisika Pak Dimpun:TA=F−WTA=mω2.R−mgTA=2(6)2.(0,5)−2(10)TA=16N
4. Sebuah benda dengan massa 5 kg diikat dengan tali, berputar dalam suatu bidang vertikal. Lintasan dalam bidang itu adalah berjari-jari 1,5 m. Jika kecepatan sudut tetap 2 rad/det dan g = 10 m/det2, maka tegangan tali pada saat benda itu di titik terendah adalah ...
Jawaban Fisika Pak Dimpun:TB=F+WTB=mω2.R+mgTB=5(2)2.(1,5)+5(10)TB=80NBarangkali yang Anda cari ada di sini:
- gunakan + bila posisi benda di atas BD
- gunakan - bila posisi benda di bawah BD
- θ, sudut yang dibentuk tali dengan garis AC
- di Titik Tertinggi (A);TA=F−W
- di Titik Terendah (C);TC=F+W
- di titik B; TB=F
- di titik F; TA=F−Wcosθ
- di Titik Tertinggi (A);v=√gR
- di Titik Terendah (C);v=√5gR
CONTOH SOAL DAN PENYELESAIAN GERAK MELINGKAR VERTIKAL
1. Sebuah benda bermassa 0,2kg diikat dengan seutas tali kemudian diputar secara vertikal sehingga benda bergerak melingkar dengan jari-jari 30 cm dan kecepatan 6 m/s. Tentukan selisih tegangan tali di titik tertinggi dengan tegangan tali di titik terendah.
Jawaban Fisika Pak Dimpun:ΔT=TB−TAΔT=F+W−(F+W)ΔT=2mgΔT=2(0,2)10=4N
2. Sebuah mobil melewati suatu gundukan jalan yang berupa busur lingkaran dengan jari-jari 8 m. Bila g = 10 m/s2. Berapakah kecepatan maksimum mobil saat melewati tempat tertinggi agar ban mobil tetap menyentuh jalan?
Jawaban Fisika Pak Dimpun: v=√gRv=√10(8,1)v=√81v=9ms−1
3. Sebuah batu dengan massa 2 kg diikat dengan tali dan diputar sehingga lintasan berbentuk lingkaran vertikal dengan jari-jari 0,5 m. Jika kecepatan sudut batu 6 rad/det dan g = 10 m/det2, maka tegangan tali pada saat batu di titik tertinggi adalah ...
Jawaban Fisika Pak Dimpun:TA=F−WTA=mω2.R−mgTA=2(6)2.(0,5)−2(10)TA=16N
4. Sebuah benda dengan massa 5 kg diikat dengan tali, berputar dalam suatu bidang vertikal. Lintasan dalam bidang itu adalah berjari-jari 1,5 m. Jika kecepatan sudut tetap 2 rad/det dan g = 10 m/det2, maka tegangan tali pada saat benda itu di titik terendah adalah ...
Jawaban Fisika Pak Dimpun:TB=F+WTB=mω2.R+mgTB=5(2)2.(1,5)+5(10)TB=80NBarangkali yang Anda cari ada di sini: