Dalam dunia fisika, ada banyak hal di kehidupan nyata yang bisa diukur dan patut diamati. Salah satunya kecepatan linear yang bisa diketahui melalui penghitungan menggunakan rumus kecepatan linear.
Namun, apa itu kecepatan linear dan bagaimana penerapannya pada aktivitas sehari-hari? Belajar bareng IDN Times sekaligus jawab soal bersama, yuk!
Setiap benda yang bergerak dengan lintasan memutar atau melingkar disebut dengan gerak melingkar. Nah, tiap gerakan melingkar ini memiliki dua kecepatan, salah satunya yakni kecepatan linear.
Kecepatan linear yang juga disebut kecepatan tangensial adalah kecepatan yang terbentuk dari gerak melingkar dengan arah menyinggung lintasan putarannya. Misalnya, kamu memutar secara melingkar kaleng yang terikat dengan tali. Ketika kaleng berada di titik awal lalu ke titik tertentu berkat bergerak secara melingkar, inilah yang diukur sebagai kecepatan linear.
Maka dari itu, kecepatan linear menyatakan kecepatan benda berputar pada satu putaran penuh dengan gerakan melingkar. Panjang lintasan benda yang memutar lingkaran sama dengan keliling lingkaran (KO = 2πr).
Dengan bentuknya yang melingkar, besar kecepatan linear yang diperlukan untuk melakukan satu kali putaran penuh dinyatakan dalam persamaan v. Rumus ini melibatkan melibatkan rumus jari-jari lingkaran, yakni:
v = 2πr / T dengan f = 1/T atau v = 2πrf
Keterangan:
v = kecepatan linear dengan satuan meter/detik (m/s)
π = phi (3,14 atau 22/7)
r = jari-jari lingkaran perputaran (meter/m)
T = periode (s) adalah waktu yang benda butuhkan untuk melakukan satu gerakan memutar penuh
f = frekuensi (Hz) merupakan jumlah putaran yang dihasilkan setiap satu detik.
Berikut ini contoh gerak melingkar dalam kehidupan sehari-hari:
Selain memutar kaleng dengan tali, ada banyak fenomena kehidupan yang memanfaatkan gerak melingkar. Hal itu berarti aktivitas tersebut dapat diukur menggunakan rumus kecepatan linear.
Rumus kecepatan linear dapat diaplikasikan pada proses perputaran bumi di porosnya. Penghitungan dilakukan untuk mengetahui periode pada putaran bumi untuk menentukan berapa jarak lintasan bumi mengelilingi matahari.
Setelah memahami konsep, saatnya tahu lebih lanjut melalui soal terapan. Contoh-contoh soal berikut bisa kamu gunakan untuk latihan dalam mempelajari rumus kecepatan linear.
Contoh soal pertama
Sebuah ban karet berputar sebanyak 10 kali putaran tiap 1 detik. Ban tersebut melaju denga kecepatan tangensial 18 meter per detik. Pertanyaannya, berapa panjang diameter ban karet tersebut?
Diketahui:
V = 18 hertz
f = 10 kali /s
Karena v = 2πrf, maka:
18 = 2 x 3,14 x r x 10
r = 18 / (2 x 3,14 x 10)
r = 18/62,8
r = 0,287 m
Pertanyaannya: berapa diameter ban karet?
Karena diameter sama dengan 2 x r, maka:
d = 2 x 0,287 m
d = 0,574 m = 5,74 cm
Hasilnya, panjang diameter karet ban tersebut adalah 5,74 cm.
Contoh soal kedua
Andi memiliki kelereng yang diikat dengan seutas tali, kemudian Andi memutarnya sehingga bergerak melingkar beraturan dengan jari-jari lingkaran 2 m. Kelereng tersebut berotasi ½ kali putaran tiap detiknya. Berapakah periode kecepatan linear kelereng yang diikat tersebut?
Diketahui:
r = 2 m
f = ½ kali per detik
Karena v = 2πrf, maka:
v = 2 x 3,14 x 2 x ½
v = 6,28 hertz
atau jika menggunakan rumus v = 2πr / T dengan f = 1/T menjadi:
T = 1/f
T = 1/½
T = 2 detik (s), lalu
v = 2πr / T
v = (2 x 3,14 x 2)/ 2
v = 6,28 hertz
Dari penghitungan dua cara rumus kecepatan linear di atas, dapat disimpulkan bahwa kecepatan linear kelereng tersebut adalah 6,28 hertz.
Sudah mulai paham cara mengerjakan soalnya? Menghitung rotasi benda melingkar menggunakan rumus kecepatan linear cukup mudah, kan? Selamat belajar!