Rumus Gaya Sentripetal

Gaya sentripetal terjadi akibat adanya percepatan sentripetal pada bidang melingkar. Gerak melingkar yang dimaksud aalah gerak melingkar beraturan maupun gerak melingkar berubah beraturan. Rumus gaya sentripetal bergantung kepada besarnya percepatan setripetal yang mempengaruhi gerak benda.

Faktor yang mempengaruhi gaya sentripetal adalah gerak melingkar yang terhadi pada suatu benda dan dipengaruhi oleh percepatan sentripetal. Pada artikel ini akan dibahas mengenai pengertian dan rumus gaya sentripetal.

Pengertian Gaya Sentripetal

pengertian gaya sentripeta
pengertian gaya sentripeta

Gaya sentripetal merupakan sebuah gaya yang terjadi pada benda yang sedang bergerak melingkar. Pada gaya sentripetal arah gerak dari benda selalu menuju ke pusat lingkaran. Gaya ini lah yang berguna untuk mengatur gerak dan besar kecepatan pada pergerakan benda.

Benda yang bergerak melingkar pasti memiliki pengaruh dari gaya sentripetal. Apabila benda tidak memiliki gaya sentripetal, maka suatu benda tidak akan mampu untuk bergerak melingkar.

Selain gaya sentripetal, gerak benda tersebut juga dipengaruhi oleh gaya berat pada benda.

Percepatan sentripetal yang merupakan faktor pendukung dari gaya ini dapat menyebabkan perubahan arah kecepatan pada setiap titik lingkaran.

Arah kecepatan linear yang selalu berubah menyebabkan terjadinya gerak melingkar.

Hal tersebut berbeda dengan gaya sentrifugal yang menyebabkan sebuah benda menjauhi pusat lingkaran. Gaya ini merupakan kebalikan dari gaya sentrifugal.

Contohnya pada bandul yang digerakan memutar arah gerakannya akan selalu menuju pusat lingkaran. Selain itu, kecepatan perputaran bandul tersebut juga dipengaruhi oleh gaya berat pada bandul. Perubahan arah putar tidak mengubah kecepatan perputaran bandul.

Baca juga: Rumus gaya pegas

Rumus Gaya Sentripetal

rumus gaya sentripetal
rumus gaya sentripetal

Pada gaya sentripetal terdapat rumus yang digunakan untuk menghitung besarannya. Besarnya gaya sentripetal yang terjadi pada suatu benda bergantung pada lintasan atau bidang yang dilaluinya. Berikut adalah kumpulan rumus gaya sentripetalyang digunakan untuk mengetahui besaran gayanya:

Rumus Menghitung Gaya Sentripetal

Rumus yang digunakan untuk menghitung gaya sentripetal dipengaruhi oleh massa benda yang bergerak dengan kecepatan linear dan kecepatan sudut. Hal itu menyebabkan terbentuknya lintasa berupa lingkaran yang memiliki jari-jari dan diameter tertentu. Rumus gaya sentripetal adalah sebagai berikut:

ƩFs = mas => as =  = ω2R

Jadi persamaan pada gaya sentripetal adalah

ƩFs = mω2R

Keterangan:

Fs = gaya sentripetal (N)

m = massa benda (kg)

as = percepatan sentripetal (m/s2)

v = kecepatan linear (m/s)

ω = kecepatan sudut (rad/s)

R = jari-jari lingkaran (m)

Pelajari juga: Rumus gaya terlengkap

Rumus Menghitung Gaya Sentripetal Pada Gerak Melingkar Vertikal

Pada benda yang bergerak melingkar terdapat dua jenis arah lintasan, salah satunya adalah arah vertikal. Pada arah ini benda bergerak melingkar mengikuti arah putaran tali. Besarannya dipengaruhi oleh gaya berat dan tengangan tali.

Menghitung Gaya Sentripetal Maksimum

Pada titik maksimum besarnya gaya sentripetal yang dialami oleh gaya tegangan tali dan gaya berat adalah sama besar. Rumus gaya sentripetal pada titik maksimum adalah sebagai berikut:

ΣFs = T + w

Keterangan:

Fs = gaya sentripetal (N)

T = Tengangan tali maksimum (N)

w = berat benda (N)

Belajar juga: Rumus gaya gravitasi

Menghitung Gaya Sentripetal Minimum

Pada titik minimun gaya sentripetal yang bekerja adalah gaya tegangan tal dan gaya berat. Namun, pada titik ini gaya berat bergerak menjauhi pusat lingkaran, sehingga gaya sentripetal dipengaruhi oleh selisih antara tegangan tali dan berat benda. Berikut persamaannya:

ΣFs = T-w

Keterangan:

Fs = gaya sentripetal (N)

T = Tengangan tali maksimum (N)

w = berat benda (N)

Menghitung Gaya Sentripetal Seimbang

Pada titik seimbang gaya berat yang bekerja tegak lurus dengan gaya tengangan tali. Pada titik ini gaya berat tidak mempengaruhi besaran gaya sentripetal. Berikut persamaannya:

ΣFs = T

Keterangan:

Fs = gaya sentripetal (N)

T = Tengangan tali maksimum (N)

Rumus Menghitung Gaya Sentripetal Pada Gerak Melingkar Horizontal

Pada benda yang bergerak horizontal, gaya sentripetal yang terjadi dipengaruhi oleh besaranya gaya tegangan tali. Gaya sentripetal pada arah horizontal tidak dipengaruhi oleh berat benda. Ha tersebut karena pada arah horizontal hanya dipengaruhi oleh arah gerakannya saja.

ΣFs = T

Keterangan:

Fs = gaya sentripetal (N)

T = Tengangan tali maksimum (N)

Rumus Menghitung Gaya Sentripetal di Luar Bidang Melingkar

Benda yang bergerak di atas sebuah bidang melingkar, gaya sentripetalnya adalah dipengaruhi oleh gaya normal dan gaya berat. Pada bidang ini terdapat rumus yang berbeda pada setiap titik lintasannya. Berikut penjelasannya.

Rumus Menghitung Gaya Sentripetal di Dalam Bidang Melingkar

Pada bidang ini, benda berada di luar bidang melingkar. Hal ini berbeda dengan benda yang berada di dalam bidang melingkar. Pada bidang ini gaya normal pada benda menuju pusat lingkaran, sedangakn gaya sentripetalnya beragntung pada titik lintasannya.

Menghitung Gaya Sentripetal Kemiringan Tertentu

Pada titik ini benda membentuk sudut kemiringan sebesar θ, maka komponen gaya sentripetalnya adalah proyeksi gaya berat pada sumbu-Y (w cos θ) dan gaya normal yang arahnya berlawanan. Sehingga pada titik ini, rumus gaya sentripetal yang digunakan adalah sebagai berikut.

ΣFs = w cos θ – N

Keterangan:

Fs = gaya sentripetal (N)

N = gaya normal (N)

w = Berat benda (N)

θ = sudut antara garis pada gaya normal dan garis vertikal

Menghitung Gaya Sentripetal Maksimum

Pada titik ini, gaya normal dan gaya berat bergerak menuju pusat lingkaran. Oleh sebab itu gaya sentripetalnya adalah jumlah dari gaya berat dan gaya normal. Berikut adalah persamaannya:

ΣFs = w + N

Keterangan:

Fs = gaya sentripetal (N)

N = gaya normal (N)

w = berat benda (N)

Menghitung Gaya Sentripetal Seimbang

Pada titik seimbang, gaya berat bergerak tegak lurus dengan gaya normal. Hal tersebut menyebabkan gaya sentripetal yang terjadi tidak dipengaruhi oleh besarnya gaya berat. Rumus gaya sentripetal pada titik ini adalah:

ΣFs  = N

Keterangan:

Fs = gaya sentripetal (N)

N = gaya normal (N)

Menghitung Gaya Sentripetal Minimum

Pada titik minimun, gaya berat bergerak menjauhi pusat lingkaran. Hal tersebut menyebabkan gaya sentripetal yang terjadi merupakan selisih antara gaya normal dan gaya berat. Berikut adalah rumus gaya sentripetal yang digunakan untuk menghitungnya:

ΣFs  = N – w

Keterangan:

Fs = gaya sentripetal (N)

N = gaya normal (N)

w = berat benda (N)

Demikianlah penjelasan mengenai rumus gaya sentripetal dan pengertiannya. Rumus tersebut digunakan untuk menghitung gaya sentripetal sesuai dengan perngaruh gerakkannya. Semoga artikel ini membantu untuk lebih mengetahui mengenai gaya sentripetal. 

Leave a Reply