Tugas pendahuluan prak. fisika

1.      Buktikan persamaan ar = w²R dan Fr = m ar = m v²/R = mw²R !

2.      Buktikan bahwa gaya sentrifugal dapat dinyatakan dalam frekuensi (f), periode (T), dan interprestasikan harga Fr dalam bentuk grafik sebagai fungsi D, f, Tuntuk harga m dan R konstant !

3.      Mungkinkah tegangan tali lebih besar dari m v²/R ?

4.      Jika q adalah sudut antara kecepatan (v) dgn arah percepatan a, maka berilah contoh gerakan yang menyatakan :

q = 180  ;  90 < q < 180 ; q = 90 ; 180 < q < 90

PEMBAHASAN :

1.      Gambar dibawah ini menggambarkan benda yang diikatkan pada seutas tali kemudian diputar.

 

                                                          w cos q   

                                                             w                                           

                                                 w sin q

Gaya-gaya yang bekerja pada benda tersebut adalah gaya berat w = mg dan tegangan tali T.

Gaya berat tersebut diuraikan menjadi w cos q sebagai komponen normal dan w sin q sebagai komponen singgung.

Result gaya singgung :  F_t = w sin q

Result gaya normal     :  F_r = T – w cos q

Sehingga percepatan singgungnya menurut Newton II :   a_t = F_t/m = g sin q

Percepatan radialnya ar = an = v²/R

Karena  v = wR,  maka   ar  =  w²R²   =  w²R …………(terbukti)

                                                    R

                        

                                    N sin q              N

 

                                                                      N cos q

                                                w

            Gaya norma mempunyai komponen N sin q dan N cos q

            Sudut miring benda dapat dihitung  sehingga Fr = N cos q = m v²/r

            Jadi :               Fr = m a_r = m v²/r         dimana v = wR

            Sehingga :

                                   Fr  =  mw²R²  =  mw²R…………….(terbukti)

                                                 R

2.      Bukti gaya sentrifugal dapat dinyatakan dalam f

Dari persamaan :     Fr = m ar

                              ar = v²/R    ®    Fr = m v²/R

v = wR   ®    Fr  =  mw²R²  =  mw²R

                                                 R

            w = 2pf   ®    Fr  =  m(2pf)²R  =  4p²mf²R

             f  = 1/T   ®    Fr  =  4p²m(1/T)²R  =  4p²mR

                                                                            T²

Jadi gaya sentrifugal dapat dinyatakan dalam frekuensi dan periode :

            Fr  =  4p²mf²R

                        Fr  =  4p²mR                             

                                      T²

            Interprestasi harga Fr dalam bentuk grafik :