Penerapan Hukum Newton pada Gerak Menikung & Melingkar Vertikal

Pada kehidupan sehari-hari Anda pasti dapat menemui contoh penerapan hukum-hukum Newton. Kita akan membahas beberapa contoh penerapan hukum hukum Newton. Misalnya pada gerak menikung, dan gerak melingkar beraturan.

Gerak Menikung di Jalan
Mengapa pada belokan tajam lintasan balapan dibuat miring? Tujuan semua itu adalah agar para pembalap dapat menikung dengan kecepatan tinggi dengan lebih mudah dan aman.

Gerak menikung

Perhatikan Gambar diatas, jika gaya gesekan antar ban dan jalan diabaikan dan sudut kemiringan antara jalan dan bidang horizontal ϴ, maka gaya-gaya yang bekerja pada mobil adalah sebagai berikut. Untuk komponen pada sumbu X (horizontal) :

Untuk komponen sumbu Y (vertikal) :

Jika persamaan - persamaan diatas disubtitusikan, maka akan anda dapatkan persamaan sebagai berikut :

Kecepatan maksimum

Persamaan di atas merupakan persamaan kecepatan maksimum yang boleh dimiliki mobil agar tidak terpental dari lintasan.

Contoh soal
Seorang pembalap akan melewati tikungan jalan yang berjari-jari 80 m dengan sudut kemiringan 37°. Jika gaya gravitasi 10 ms-2, maka tentukan kecepatan maksimum pembalab agar tidak tergelincir dari lintasan?
Penyelesaian

Kecepatan maksimum pembalap

Gerak Melingkar Vertikal
Misalnya, sebuah batu yang Anda ikat dengan seutas tali Anda putar secara vertikal. Anda pasti merasakan perbedaan tegangan tali saat benda di titik tertinggi, terendah, mendatar, dan sembarang titik yang membentuk sudut ϴ

Gaya tegangan tali pada gerak melingkar

Dengan konsep gaya sentripetal dan hukum Newton, besar tegangan tali dari berbagai posisi dapat diketahui.

Tegangan tali berbagai posisi

Contoh soal
Sitompul mengikat bolpointnya yang bermassa 0,1 kg dengan seutas tali dan diputar vertikal dengan kecepatan tetap 4 ms-2. Jika panjang tali 1 m dan gaya gravitasi bumi 10 ms-2, maka tentukan tegangan tali saat bolpoint berada di posisi terendah dan posisi tertinggi!
Penyelesaian

Bagaimana mengenai materinya? Gabung juga di Fanspage kami di Facebook : Menu Pengetahuan