FISIKA Kelas 10 - Gerak Melingkar | GIA Academy
Summary
TLDRThis educational video from Digi Academy YouTube channel explores the physics of circular motion, focusing on amusement park rides like Ferris wheels. It explains key concepts such as period, frequency, angular velocity, linear velocity, centripetal acceleration, and centripetal force. The video also covers uniform and non-uniform circular motion, comparing their characteristics and the equations governing them. Practical applications, like gear ratios in engines and connected wheels, are discussed, followed by problem-solving examples to reinforce understanding.
Takeaways
- ๐ข The video discusses the physics concept of circular motion, specifically centripetal motion, as it relates to amusement park rides like the Ferris wheel.
- โฑ The script explains the key terms in circular motion, including period (T), frequency (F), angular velocity (ฯ), linear velocity (V), centripetal acceleration (a_c), and centripetal force (F_c).
- ๐ It establishes the relationship between period and frequency, where T = 1/F and F = 1/T, highlighting that period is measured in seconds and frequency in hertz.
- ๐ The angular velocity (ฯ) is defined as the rate of change of the angle per unit time, with the formula ฯ = 2ฯf or ฯ = 2ฯ/T.
- ๐ Linear velocity (V) in circular motion is the speed at which an object travels along the circular path, calculated by V = 2ฯR/T or V = ฯR.
- ๐ Centripetal acceleration (a_c) is the acceleration directed towards the center of the circle, with the formula a_c = V^2/R = ฯ^2R.
- ๐ฅ Centripetal force (F_c) is the force acting towards the center of the circular path, calculated by F_c = m * a_c = m * (V^2/R) = m * ฯ^2R, where m is the mass of the object.
- ๐ The video differentiates between uniform circular motion (UCM) and non-uniform circular motion (NCM), noting that in UCM, the speed is constant but the direction changes, while in NCM, both the speed and direction can change.
- ๐ It discusses the application of circular motion principles to gears, explaining the relationship between gears that are meshed, tangent, and connected by a belt.
- ๐ฉ The script provides examples of how to calculate the period, frequency, angular velocity, linear velocity, centripetal acceleration, and centripetal force using the formulas introduced.
- ๐ The video concludes with a series of problems to help viewers understand the application of circular motion concepts, including the relationship between gears in mechanical systems.
Q & A
What is the principle of motion associated with the swing ride in amusement parks?
-The principle of motion associated with the swing ride is circular motion, which is closely related to the concept of physics known as 'gerak melingkar'.
What are the key quantities involved in circular motion?
-The key quantities involved in circular motion include period (T), frequency (F), angular velocity (ฯ), linear velocity (V), centripetal acceleration (a_c), and centripetal force (F_c).
How is the period of circular motion defined?
-The period of circular motion is defined as the time required to complete one full rotation.
What is the relationship between frequency and period in circular motion?
-The relationship between frequency (F) and period (T) is given by the equations T = 1/F and F = 1/T, where T is measured in seconds and F is measured in Hertz (Hz).
How is angular velocity calculated in circular motion?
-Angular velocity (ฯ) is calculated using the formula ฯ = 2ฯf or ฯ = 2ฯ/T, where f is the frequency and T is the period.
What is the formula to determine the linear velocity in circular motion?
-Linear velocity (V) in circular motion is determined by the formula V = 2ฯr/T or V = ฯr, where r is the radius of the circle and ฯ is the angular velocity.
How is centripetal acceleration calculated?
-Centripetal acceleration (a_c) is calculated using the formula a_c = V^2/r = ฯ^2r, where V is the linear velocity, ฯ is the angular velocity, and r is the radius of the circular path.
What is the formula for centripetal force in circular motion?
-Centripetal force (F_c) is determined by the formula F_c = m * a_c = m * (V^2/r) = m * ฯ^2r, where m is the mass of the object, V is the linear velocity, ฯ is the angular velocity, and r is the radius.
What are the characteristics of uniform circular motion (GMB)?
-In uniform circular motion (GMB), the path is circular, the magnitude of the angular position is the same in the same time interval, the linear velocity is constant but its direction changes, the angular velocity is constant in both magnitude and direction, and the centripetal acceleration is constant in magnitude with a direction always towards the center of the circle.
What is the difference between uniform circular motion and non-uniform circular motion?
-In uniform circular motion, the speed is constant but the direction changes, whereas in non-uniform circular motion, both the magnitude and direction of the speed change.
How are the angular velocities of two wheels connected by an axle related?
-For two wheels connected by an axle (wheels with the same axis), if they rotate in the same time interval, the angular velocities are the same, i.e., ฯ_A = ฯ_B.
What is the relationship between the angular velocities of two meshing gears?
-For two meshing gears, the relationship between their angular velocities is ฯ_A * r_A = ฯ_B * r_B, where r_A and r_B are the radii of the gears.
Outlines
๐ข Physics of Circular Motion in Amusement Parks
This paragraph introduces the concept of circular motion in the context of amusement park rides, specifically the Ferris wheel. It explains that the motion of a Ferris wheel is closely related to the physics of circular motion, which involves an object moving along a circular path at a certain speed. The paragraph outlines key terms and concepts such as period (t), frequency (F), angular velocity (ฮฉ), linear velocity (V), centripetal acceleration (a_c), and centripetal force (F_c). It also discusses the relationships between these variables, such as how period and frequency are inversely related (T = 1/F) and how linear velocity is related to angular velocity and the radius of the circle (V = 2ฯR/T).
๐ Understanding Uniform Circular Motion (UCM) and Non-Uniform Circular Motion (NUCM)
This paragraph delves into the differences between uniform circular motion (UCM) and non-uniform circular motion (NUCM). In UCM, the path is a circle, and the speed, direction of linear velocity, and direction of angular velocity remain constant, while the direction of centripetal acceleration and tangential acceleration changes. The paragraph explains that in UCM, the linear velocity is equal to the angular velocity multiplied by the radius, and the centripetal acceleration is constant. In contrast, NUCM involves a changing speed and direction of linear velocity, angular velocity, and acceleration. The paragraph provides formulas used to describe these motions, such as the relationship between angular velocity and time for UCM (ฮธ = ฯt) and the formulas for centripetal and tangential accelerations.
๐ฉ Applications of Circular Motion: Gears and Pulleys
The third paragraph explores practical applications of circular motion, focusing on gears and pulleys. It discusses how gears with the same center rotate at the same angular velocity, meaning the angular displacement and velocity are equal for both gears. The paragraph also covers the relationship between gears that are in mesh, where the direction of rotation is opposite but the linear speeds are the same. Examples include the gears in an engine, where the number of teeth on each gear affects the relationship between their angular velocities. The paragraph concludes with a problem-solving approach to understanding the relationships between the angular velocities of different gears and pulleys.
๐ Summary and Conclusion on Circular Motion
The final paragraph summarizes the key learnings from the video, which include understanding the various aspects of circular motion, the differences between UCM and NUCM, and their practical applications in gears and pulleys. It emphasizes the importance of knowing the formulas and relationships between the different variables involved in circular motion. The paragraph ends with an invitation for viewers to continue learning by watching the next video in the series.
Mindmap
Keywords
๐กCircular Motion
๐กCentripetal Force
๐กFrequency
๐กPeriod
๐กAngular Velocity
๐กLinear Velocity
๐กCentripetal Acceleration
๐กUniform Circular Motion (UCM)
๐กVariable Circular Motion
๐กGears
๐กTorque
Highlights
Introduction to the concept of circular motion and its relation to physics.
Explanation of circular motion as a movement along a circular path with a certain speed.
Examples of circular motion in everyday life, such as ceiling fans and rotating wheels.
Introduction to the key parameters in circular motion: period, frequency, angular velocity, linear velocity, centripetal acceleration, and centripetal force.
Definition and formula for the period of circular motion.
Definition and formula for frequency and its relationship with the period.
Explanation of angular velocity and its calculation.
Introduction to linear velocity in circular motion and its formula.
Description of centripetal acceleration and its formula.
Explanation of centripetal force and its formula relating to mass, velocity, and radius.
Difference between uniform circular motion (UCM) and non-uniform circular motion (NUCM).
Characteristics and formulas used in uniform circular motion.
Characteristics and formulas used in non-uniform circular motion.
Application of circular motion in gears, explaining the relationship between gears of the same size.
Explanation of the relationship between intersecting gears and their rotational speeds.
Application of circular motion in pulleys, explaining the relationship between the pulleys connected by a belt.
Solving a problem involving the calculation of period and frequency for a rotating machine.
Solving a problem to determine the centripetal force and acceleration for a given mass, velocity, and radius.
Problem-solving involving the relationship between gears with different radii and their angular velocities.
Conclusion summarizing the learnings about circular motion, its types, and applications in mechanical systems.
Transcripts
Hai Cinta
[Musik]
halo halo teman-teman kembali lagi Digi
Academy youtube channel Semoga
teman-teman selalu sehat dan tetap
semangat
hai oh iya Pernahkah teman-teman bermain
ke taman hiburan di sana teman-teman
bakal menemukan wahana permainan yang
beragam dan salah satu mainin populer di
taman hiburan adalah bianglalang tahukah
teman-teman bahwa prinsip kerja
bianglala sangat erat hubungannya dengan
konsep fisika yaitu gerak melingkar
[Musik]
gerak melingkar adalah Gerak suatu benda
menempuh lintasan melingkar dengan
kecepatan tertentu benda lain yang juga
menerapkan konsep gerak melingkar adalah
kipas angin yang sedang menyala jarum
jam yang bergerak dan komedi putar
sebelum kita membahas persamaan dalam
gerak melingkar kita perlu ketahui
besaran-besaran dalam gerak melingkar
pertama periode dilambangkan dengan t
berikut nya frekuensi simbolnya F
kecepatan
Hai lambangnya Omega posisi sudut
ditandai dengan Teta kecepatan linier
simbolnya V selanjutnya percepatan
sentripetal atau es dan terakhir gaya
sentripetal atau FS Nah teman-teman
sekarang kita bahas satu persatu Besaran
dalam gerak melingkar yang pertama
periode-periode merupakan waktu yang
diperlukan untuk melakukan satu putaran
penuh periode dapat ditentukan dengan
rumus t = tpn besaran yang kedua
frekuensi yang merupakan banyak putaran
tiap satuan waktu frekuensi dapat
dihitung menggunakan persamaan F = NRT
dengan t adalah waktu yang satuannya
sekon dan n adalah banyak putaran
Hai Adapun hubungan antara periode dan
frekuensi adalah T = 1 F atau F = 1/3 P
adalah simbol periode satuannya sekon
dan F lambang dari frekuensi satuannya
Heart
Hai besaran berikutnya adalah posisi
sudut yaitu besar sudut yang ditempuh
tiap satuan waktu rumus untuk menentukan
besarnya posisi sudut adalah theta =
Omega t = 2P FT = 2 pi-tpt teta
merupakan posisi sudut dalam radian
Omega adalah kecepatan sudut satuannya
Radian per sekon dan t waktu satuannya
sekon besaran selanjutnya adalah
kecepatan sudut kecepatan sudut
merupakan besar sudut yang ditempuh tiap
satuan waktu kecepatan sudut dihitung
dengan rumus Omega = 2pf atau dua
fibertech Omega adalah kecepatan sudut
satuannya Radian per sekon frekuensi
dalam khas Dante periode satuannya sekon
Hai kemudian kecepatan linier kecepatan
linier adalah kecepatan benda untuk
mengelilingi lingkaran arah kecepatan
linier selalu menyinggung Sisi lingkaran
kecepatan linear V = 2P ver atau V = 2P
RT = Omega Mega er dengan v adalah
kecepatan linier satuannya meter per
sekon Omega kecepatan sudut dalam radian
per sekon dan R adalah jari-jari
lingkaran satuannya
hai lalu ada besaran percepatan
sentripetal percepatan sentripetal
disebabkan oleh adanya gaya yang selalu
menuju pusat lingkaran rumus percepatan
sentripetal adalah a s = v kuadrat per R
= Omega kuadrat er Asada lah percepatan
sentripetal satuannya meter per sekon
kuadrat V merupakan kecepatan linier
satuannya meter per sekon Omega
kecepatan sudut dalam satuan radian per
sekon dan besaran yang terakhir adalah
gaya sentripetal yaitu gaya yang arahnya
selalu menuju pusat lingkaran dan tegak
lurus dengan vektor kecepatan linier
gaya sentripetal ditentukan dengan
menggunakan persamaan FX = m a s = MV
kuadrat per r = m Omega kuadrat rev1
dalah gaya sentripetal satuannya n m
adalah massa benda dalam kg ASP
kecepatan sentripetal dalam meter per
sekon kuadrat Nah itulah besaran-besaran
dalam gerak melingkar oke Ya teman-teman
gerak melingkar merupakan jenis gerak
yang mirip namun tidak sama dengan gerak
lurus perbedaannya terdapat pada jenis
lintasannya jika pada gerak lurus
terdapat gerak lurus berubah beraturan
atau GLBB maka pada gerak melingkar juga
terdapat gerak melingkar berubah
beraturan atau GLBB besaran pada kedua
gerak ini memiliki hubungan yaitu
kecepatan linier sama dengan kecepatan
sudut kali jari-jari percepatan linier
sama dengan percepatan sudut kali
jari-jari dan posisi sama dengan posisi
sudut kali jari-jari sampai di sini bisa
dipahami ya selanjutnya kita akan
membahas gerak melingkar beraturan atau
GMB Adapun ciri-ciri GMB adalah
berikut lintasannya berbentuk lingkaran
dalam selang waktu yang sama besar
posisi sudutnya sama besar kecepatan
linier tetap tapi arahnya berubah besar
dan arah kecepatan sudutnya tetap besar
dan arah percepatan sentripetalnya tetap
besar percepatan tangensialnya sama
dengan nol besar percepatan sudutnya
sama dengan nol dan yang terakhir besar
percepatan total sama dengan percepatan
sentripetal berikut persamaan yang
digunakan dalam GMB Omega = Delta theta
PT Delta theta = Omega t t t kurang T
tanol sama dengan Omega t t t = Teta nol
tambah Omega tt0 sama dengan posisi
sudut awal TT posisi sudut akhir Delta
theta perubahan posisi sudut ketiganya
dalam radian Omega adalah kecepatan
sudut satuannya radian
Hai sekon dan t waktu dalam sekon
berikutnya gerak melingkar berubah
beraturan atau GLBB ciri-cirinya
lintasannya berbentuk lingkaran dalam
selang waktu yang sama besar posisi
sudutnya berbeda besar dan arah
kecepatan linearnya berubah besar dan
arah kecepatan sudutnya berubah besar
percepatan sentripetalnya berubah tetapi
arahnya tetap besar percepatan
tangensialnya tetap tapi arahnya berubah
besar dan arah percepatan sudutnya tetap
dan terakhir besar percepatan total
adalah resultan vektor percepatan
sentripetal dengan percepatan tangensial
Nah berikut persamaan yang digunakan
pada gerak melingkar berubah beraturan
Omega nol kecepatan sudut awal dan
omega-3 kecepatan sudut akhir dalam
radian per sekon Alpha percepatan sudut
satuannya Radian per sekon kuadrat t
posisi sudut dalam radian t adalah waktu
satuannya sekon Ate percepatan
tangensial as percepatan sentripetal
atau tal percepatan total dalam meter
per sekon kuadrat Sekarang kita akan
membahas aplikasi yang terkait dengan
gerak melingkar pada roda yang pertama
hubungan roda roda sepusat yang dimaksud
roda roda sepusat adalah dua roda atau
lebih yang berporos sama dan saling
menyatu apabila roda roda sepusat
diputar dalam selang waktu T maka kedua
roda menempuh sudut pusat yang sama
sehingga kecepatan sudut pada kedua roda
sama dalam hal ini berlaku persamaan
Omega a = Omega B sehingga beaber ra = V
bbrb
Hai yang kedua hubungan roda roda
bersinggungan pada roda-roda yang saling
bersinggungan arah putar kedua roda
berlawanan dan kelajuan liniernya sama
fatsamma dengan VB sehingga Omega Ara
sama dengan Omega BRB salah satu contoh
roda roda bersinggungan yaitu pada roda
gigi mesin oleh karena ukuran gigi roda
besar dan kecil sama roda yang lebih
besar memiliki gigi lebih banyak jika
banyak gigi untuk tiap roda dilambangkan
dengan n maka hubungan roda gigi yang
bersinggungan berlaku persamaan Omega
Ana sama dengan Omega bnb yang terakhir
hubungan roda-roda setali roda roda yang
dihubungkan dengan tali memiliki arah
Putar dan laju linier yang sama Dalam
keadaan ini berlaku persamaan V = VB
Omega a ra = Omega
BRB key bisa dimengerti ya teman-teman
agar teman-teman lebih paham kita akan
membahas beberapa contoh soal-soal
pertama Diketahui sebuah mesin berputar
120 kali artinya n = 120ยฐ waktu yang
diperlukan untuk putaran mesin tersebut
adalah satu menit waktu satuannya sekon
jadi kita ubah terlebih dahulu satuan
waktunya satu menit = 60-second yang
ditanya periode dan frekuensi untuk
menyelesaikan soal ini ingat kembali
rumusnya periode atau t = tpn lalu
masukkan angkanya tes = 60-second per
120 putaran = 0,5 sekon setelah kita
dapatkan nilai periode kita bisa
menentukan frekuensi dengan menggunakan
rumus hubungan periode dan frekuensi
yaitu
Hai F = 1/3 sehingga F = 1 pernoll koma
5 = 2 Heart jadi jawabannya ee ee
Hai soal selanjutnya diketahui M = 5 kg
V2 meter per sekon dan R 0,5 M pada soal
ini kita diminta menentukan pernyataan
yang benar untuk menjawab soal ini kita
bahas satu persatu pernyataan pertama
waktu putarnya adalah 0,5 phi second
artinya t = 0,5 phi second Kita buktikan
dengan mencari nilai Omega terlebih
dahulu dengan persamaan Omega = V PR =
2005 = 4 Radian per sekon kemudian kita
gunakan rumus Omega 2.ppt untuk
menentukan nilai T sehingga tes = 2
piper Omega = 2P 4 = 0,5 phi second
artinya pernyataan pertama benar
selanjutnya pernyataan kedua besar
percepatan
tanya ksama dengan delapan meter per
sekon kuadrat percepatan sentripetal
dapat dihitung menggunakan rumus as = p
kuadrat per R2 kuadrat per 0,5 sama
dengan 40 koma 5 = 8 meter per sekon
kuadrat pernyataan yang kedua juga benar
kemudian pernyataan ketiga gaya
sentripetalnya FS sama dengan 40 n gaya
sentripetal dihitung dengan menggunakan
persamaan f = m * s lima kali 8 = 40 n
jadi pernyataan ketiga benar yang
terakhir Factor kecepatannya tidak tetap
dalam gerak melingkar beraturan besar
atau nilai kecepatannya tetap tapi
arahnya berubah selalu tegak lurus
dengan gaya sentripetal jadi pernyataan
keempat juga
di Jawa banyak a lalu soal terakhir soal
tentang hubungan roda-roda diketahui ra
= 20 cm kita ubah ke m menjadi 0,2 m RB
= 8 cm = 0,008 m r c = 4 cm = 0,04 m
kemudian Omega B = 10 Radian per sekon
yang ditanya Omega C roda A dan roda B
sepusat roda roda sepusat kecepatan
sudutnya sama sehingga Omega a = Omega B
yaitu 10 Radian per sekon Fea bisa kita
tentukan dengan rumus ra kali Omega a =
0,2 kali 10 = 2 meter per sekon kemudian
perhatikan roda A dan roda c yang
dihubungkan dengan tali sehingga VC
sama dengan v a yaitu dua meter per
sekon kecepatan sudut di roda C Omega C
dapat kita hitung dengan rumus Omega c =
v cprc 2per 0,04 sama dengan 50 Radian
per sekon jadi jawabannya
Hai Nah berarti di video kali ini kita
udah belajar tentang besaran gerak
melingkar jenis-jenis gerak melingkar
ada gmbg MB dan aplikasi gerak melingkar
hubungan roda roda sepusat bersinggungan
dan sekali Oke teman-teman sampai di
sini bisa dipahami ya jangan lupa tonton
video berikutnya sampai jumpa
[Musik]
Hi Ho
Browse More Related Video
Uniform Circular Motion: Crash Course Physics #7
MATERI KINEMATIK kelas 11 bag 8 GERAK MELINGKAR BERATURAN GMB K Merdeka
FISIKA Kelas 10 - Gerak Lurus | GIA Academy
CIRCULAR MOTION | SCIENCE 8 | QUARTER 1
What Is Circular Motion? | Physics in Motion
CBSE Class 9 || Physics || Motion || Animation || in English @digitalguruji3147
5.0 / 5 (0 votes)