Pembahasan OSK IPA SMP Tahun 2022 No 22

22. Sebuah benda bermassa 1,0 kg bergerak melingkar beraturan dengan periode 31,4 detik. Jika radius orbit benda 2,0 m, benda mengalami gaya ....
1. 0,25 N menuju pusat lingkaran
2. 0,08 N menuju pusat lingkaran
3. 0,25 N searah dengan arah kecepatannya
4. 0,08 N searah dengan arah kecepatan

Pembahasan

Diket:

• Benda melakukan gerak melingkar beraturan
• m = 1,0 kg
• T = 31,4 s
• r = 2,0 m

Ditanya:

F_s = ...?

Materi singkat:

Perhatikan benda yang melakukan gerak melingkar berikut ini!

Keterangan:

• F_s= gaya sentripetal (N)
• ω = Kecepatan sudut (rad/s)
• V = Kecepatan linier (m/s)
• r = jari-jari (m)
• a_s = percepatan sentripetal (m/s²)
• Hubungan rumus

V = ω.r

ω = ^2π/_T

a_s = ^V²/_r = ^(ωr)²/_r = ω²r

F_s = m × a_s

Jawab:

• Rumus gaya sentripetal

F_s = m × a_s

F_s = m × ω²r

F_s = m × (^2π/_T)²r

F_s = 1 × (^2.(3,14)/_31,4)² . 2

F_s = 1 × (^2.1/₁₀)² . 2

F_s = 1 × (¹/₅)² . 2

F_s = ²/₂₅

F_s = 0,08 N

Sehingga benda mengalami gaya 0,08 N menuju pusat lingkaran.