Gerak Melingkar Fisika SMA: Konsep, Rumus, Contoh Soal Lengkap

GERAK melingkar merupakan salah satu materi fundamental dalam mata pelajaran Fisika di tingkat SMA. Pemahaman tentang gerak ini tidak hanya penting untuk nilai ujian, tetapi juga krusial dalam memahami cara kerja mesin, putaran planet, hingga teknologi drone yang populer di tahun 2026.

Definisi Gerak Melingkar

Gerak melingkar adalah gerak suatu benda yang lintasannya berupa lingkaran atau bagian dari lingkaran terhadap suatu titik pusat tetap. Meskipun kelajuan benda mungkin tetap, arah kecepatannya selalu berubah setiap saat, yang berarti benda tersebut mengalami percepatan.

Besaran-Besaran Fisis Gerak Melingkar

Untuk menguasai materi ini, Anda wajib memahami besaran-besaran berikut:

Baca juga : Dinamika Fisika SMA: Rumus Lengkap, Konsep Hukum Newton, Contoh Soal

Besaran	Simbol & Satuan (SI)	Rumus Utama
Periode	T (Sekon)	T = t/n
Frekuensi	f (Hertz)	f = n/t
Kecepatan Sudut	ω (rad/s)	ω = 2πf
Kecepatan Linier	v (m/s)	v = ω . R

Konsep Dasar: Besaran dalam Gerak Melingkar

Sebelum masuk ke rumus kompleks, kamu harus memahami besaran-besaran fisis berikut:

1. Periode (T) dan Frekuensi (f)

Periode (T): Waktu yang dibutuhkan untuk satu putaran penuh (Sekon).

Frekuensi (f): Banyaknya putaran dalam satu detik (Hertz).

Baca juga : Rumus Kinematika SMA Lengkap: GLB, GLBB, Contoh Soal Terbaru

Hubungan: T = 1/f atau f = 1/T.

2. Kecepatan Sudut (ω - Omega)

Menyatakan seberapa besar sudut yang ditempuh dalam selang waktu tertentu. Satuan internasionalnya adalah rad/s.

Rumus: ω = 2πf atau ω = 2π/T.

3. Kecepatan Linier (v)

Kecepatan benda yang arahnya menyinggung lintasan lingkaran.

Rumus: v = ω . R (R adalah jari-jari lintasan).

Percepatan Sentripetal (as)

Dalam Gerak Melingkar Beraturan (GMB), meskipun nilai kecepatannya tetap, benda tetap memiliki percepatan yang disebut percepatan sentripetal. Percepatan ini berfungsi untuk mengubah arah gerak benda agar tetap melingkar.

Rumus: as = v² / R atau as = ω² . R

Hubungan Roda-Roda

Dalam soal fisika SMA, sering muncul variasi hubungan dua buah roda. Berikut aturan mainnya:

• Roda Seporos: Jika dua roda memiliki pusat yang sama (seperti gir belakang sepeda dengan rodanya), maka kecepatan sudutnya sama (ωA = ωB).
• Roda Bersinggungan/Dihubungkan Tali: Jika dua roda dihubungkan dengan rantai atau bersentuhan langsung, maka kecepatan liniernya sama (vA = vB).

Contoh Soal Gerak Melingkar

Sebuah benda bergerak melingkar dengan jari-jari 2 meter dan melakukan 120 putaran dalam satu menit. Berapakah kecepatan linier benda tersebut?

Pembahasan:
Diketahui: R = 2 m, n = 120, t = 60 s.
1. Cari frekuensi: f = n/t = 120/60 = 2 Hz.
2. Cari kecepatan sudut: ω = 2πf = 2π(2) = 4π rad/s.
3. Cari kecepatan linier: v = ω . R = 4π . 2 = 8π m/s.

Kesimpulan

Gerak melingkar adalah perpaduan antara kecepatan, jari-jari, dan percepatan sentripetal. Kunci utama menguasai materi ini adalah memahami hubungan antara besaran sudut (omega) dan besaran linier (v).

Gerak Melingkar Beraturan (GMB) vs GMBB

Dalam GMB, kecepatan sudut (ω) bersifat tetap, tetapi arah kecepatan liniernya selalu berubah. Perubahan arah inilah yang memicu ada percepatan sentripetal (as) yang arahnya selalu menuju pusat lingkaran.

People Also Ask (FAQ)

1. Apa perbedaan GMB dan GMBB?
GMB memiliki kecepatan sudut tetap, sedangkan GMBB memiliki kecepatan sudut yang berubah secara beraturan karena adanya percepatan sudut.

2. Mengapa arah percepatan sentripetal selalu ke pusat?
Karena percepatan ini bertugas menarik benda agar tidak keluar dari lintasan lurusnya dan tetap mengikuti jalur melingkar.

3. Apa itu gaya sentripetal?
Gaya sentripetal adalah resultan gaya yang menyebabkan percepatan sentripetal, dirumuskan dengan Fs = m . as.

Cara Mengerjakan Soal Gerak Melingkar

• Identifikasi apakah jari-jari (R) sudah dalam satuan Meter.
• Cek apakah satuan kecepatan sudut sudah rad/s (jika rpm, kalikan 2π/60).
• Tentukan jenis hubungan roda (seporos atau bersinggungan).
• Gunakan percepatan sentripetal (as = v²/R) jika ditanya gaya tegangan tali atau gaya normal. (I-2)

PENAFIAN

Artikel ini diolah dan disusun oleh kecerdasan buatan (AI) dan telah melalui proses penyuntingan serta verifikasi fakta oleh redaksi.