Latihan Fisika Kelas X Gerak Melingkar Beraturan (GMB)
# 3
Pilgan

Sepeda motor dan becak memiliki diameter roda masing-masing 50 cm dan 80 cm. Keduanya berjalan di jalan raya. Selama 1 menit, roda sepeda motor berputar sebanyak 5 putaran, sedangkan becak 3 putaran. Perbandingan kecepatan linear sepeda motor dan becak adalah ....

A

15 : 18

B

24 : 25

C

25 : 24

D

18 : 15

E

18 : 25

Pembahasan:

Diketahui:

Diameter motor dm = 50 cm = 0,5 m

Jari-jari motor rm = 0,25 m

Diameter becak db = 80 cm = 0,8 m

Jari-jari becak rb = 0,4 m

Waktu motor tm = tb =t = 1 menit

Banyaknya putaran roda motor nm = 5

Banyaknya putaran roda becak nb = 3

Ditanya:

Perbandingan kecepatan vm : vbv_m\ :\ v_b = ?

Jawab:

Untuk kecepatan sudut ω\omega tertentu, kecepatan linear vv sebanding dengan jarak titik dari pusat lingkarannya rr. Jika ditulis dalam bentuk matematis, v=ωrv=\omega r. Kecepatan sudut (ω\omega) adalah hasil bagi sudut pusat yang ditempuh partikel dengan waktu tempuhnya, ω=2πT\omega=\frac{2\pi}{T}. Karena 1T=f\frac{1}{T}=f, maka persamaannya menjadi ω=2πf\omega=2\pi f, di mana frekuensi adalah banyaknya putaran setiap waktu, f=ntf=\frac{n}{t}.

Menentukan perbandingan vm: vbv_m:\ v_b

vmvb=ωmrmωbrb\frac{v_m}{v_b}=\frac{\omega_m r_m}{\omega_b r_b}

vmvb=2π fm rm2π fb rb\frac{v_m}{v_b}=\frac{2\pi\ f_m\ r_m}{2\pi\ f_b\ r_b}

vmvb=fm rm fb rb \frac{v_m}{v_b}=\frac{f_m\ r_m}{\ f_b\ r_b}\ 

vmvb=(nmt) rm (nbt) rb \frac{v_m}{v_b}=\frac{\left(\frac{n_m}{t}\right)\ r_m}{\ \left(\frac{n_b}{t}\right)\ r_b}\ 

vmvb=nm rm nb rb \frac{v_m}{v_b}=\frac{n_m\ r_m}{\ n_b\ r_b}\ 

vmvb=(5)(0,25) (3)(0,4) \frac{v_m}{v_b}=\frac{\left(5\right)\left(0,25\right)}{\ \left(3\right)\left(0,4\right)}\ 

vmvb=1,25 1,2 =125120=2524\frac{v_m}{v_b}=\frac{1,25}{\ 1,2}\ =\frac{125}{120}=\frac{25}{24}

25 : 24

Jadi, perbandingan antara vm : vbv_{m\ }:\ v_b adalah 25 : 24.