By. Fadhilah Prastiwi

Prasyarat Konsep

Apa yang dimaksud dengan kecepatan sudut ?Kecepatan sudut () : besar sudut yang ditempuh tiap satu satuan waktu. Dirumuskan :

t

Keterangan : = kecepatan sudut = posisi sudut t = waktu tempuh

(rad/s) (rad) (s)

Prasyarat Konsep

Bagaimana perumusan hubungan dan v?v RKeterangan : = kecepatan sudut v = kecepatan linier R = jari-jari roda

(rad/s) (m/s) (m)

MotivasiBagaimana hubungan gir pada sepeda ?

Hubungan Roda-Roda1. Roda-Roda Seporos Roda-Roda Bersinggungan

3. Roda-Roda D Dihubungkan Rantai

MotivasiMengapa pada sepeda R gir depan > R gir belakang ?

SK, KD, IndikatorI. STANDAR KOMPETENSI Mampu menganalisis gejala alam dan keteraturannya dalam cakupan mekanika benda titik II. KOMPETENSI DASAR Menganalisis besaran fisika pada gerak melingkar dengan laju konstan II. INDIKATOR 1. Mendeskripsikan hubungan roda-roda seporos pada gerak melingkar 2. Merumuskan persamaan hubungan roda-roda seporos pada gerak melingkar 3. Mendeskripsikan hubungan roda-roda bersinggungan pada gerak melingkar 4. Merumuskan persamaan hubungan roda-roda bersinggungan pada gerak melingkar 5. Mendeskripsikan hubungan roda-roda yang dihubungkan dengan rantai pada gerak melingkar 6. Merumuskan persamaan hubungan roda-roda yang dihubungkan dengan rantai pada gerak melingkar 7. Menerapkan persamaan hubungan roda-roda pada gerak melingkar untuk menyelesaikan soal fisika

Demonstrasi VirtualJUDUL : HUBUNGAN RODA-RODA PADA GERAK MELINGKAR TUJUAN : 1. Mendeskripsikan hubungan roda-roda seporos 2. Merumuskan persamaan hubungan roda-roda seporos 3. Mendeskripsikan hubungan roda-roda bersinggungan 4. Merumuskan persamaan hubungan roda-roda bersinggungan 5. Mendeskripsikan hubungan roda-roda dihubungkan rantai 6. Merumuskan persamaan hubungan roda-roda dihubungkan rantai ALAT DAN BAHAN : 1. Komputer 2. LCD 3. Animasi stopwatch dan roda-roda berhubungan (roda-roda seporos, roda-roda bersinggungan dan roda-roda yang terhubung rantai)

Langkah KegiatanDesain Demonstrasi1. Roda-Roda Seporos

2. Roda-Roda Bersinggungan

3. Roda-Roda yang dihubungkan rantai

Langkah KegiatanCara Kerja : 1. Amati arah gerak kedua roda seporos dan catat dalam data pengamatan ! 2. Jalankan animasi roda-roda seporos dengan klik start pada tombol animasi ! 3. Amati stopwatch pada animasi ! 4. Amati sudut yang ditempuh roda 1 saat 1 sekon ! 5. Amati sudut yang ditempuh roda 2 saat 1 sekon! 6. Catat dalam LKS ! 7. Jalankan animasi roda-roda yang bersinggungan dan melakukan langkah kerja no 1-6! 8. Jalankan animasi roda-roda terhubung rantai dan melakukan langkah kerja no 1-6 ! 9. Hitung kecepatan sudut dan kecepatan linearnya dari data pengamatan dan isikan pada data pengamatan !

Analisis Data PengamatanKonversi satuan posisi sudut () derajat (0) ke radian (rad) konsep :

1 rad =

Maka :

Analisis Data PengamatanPerumusan kecepatan sudut () :

kecepatan sudut roda 1 : kecepatan sudut roda 2 : Perumusan kecepatan linier (v) :

kecepatan linier roda 1 :kecepatan linier roda 2 :

Amati!!!!!!1. Hubungan Roda-roda yang seporos

Amati!!!!!!2. Hubungan Roda-Roda Bersinggungan

Amati!!!!!!3. Hubungan Roda-Roda dihubungkan rantai

Data PengamatanR1 = 0,1 m, R2 = 0,2 m 1. Roda-Roda Seporos Arah kedua roda saat bergerak : ...........................t (s) 1 .... o = .... rad 2 .... o = .... rad 1 (rad/s) 2 (rad/s) v1 (m/s) v2 (m/s)

1

2. Roda-Roda Bersinggungan Arah kedua roda saat bergerak : ...........................t (s) 1 .... o = .... rad 2 .... o = .... rad 1 (rad/s) 2 (rad/s) v1 (m/s) v2 (m/s)

1

3. Roda-Roda yang Dihubungkan Rantai Arah kedua roda saat bergerak : ...........................t (s) 1 .... o = .... rad 2 .... o = .... rad 1 (rad/s) 2 (rad/s) v1 (m/s) v2 (m/s)

1

Pertanyaan1. Roda-Roda Seporos a. Bagaimana arah gerak roda 1 dan 2 yang dihubungkan seporos?

searah ............................................................................................................b. Bagaimana besar kecepatan sudut roda 1 dan 2 yang seporos?

sama 1 2 ............................................................................................................c. Bagaimana besar kecepatan linier roda1 dan 2 yang dseporos ?

[ = ]

berbeda ............................................................................................................d. Bagaimana perumusan kecepatan sudut () dan kecepatan linier (v)

pada hubungan roda-roda seporos pada gerak melingkar ?

1 = 2 ............................................................................................................v1 v2 ........................................................................................................... R1 R2

Pertanyaan2. Roda-Roda Bersinggungan a. Bagaimana arah gerak roda 1 dan 2 yang bersinggungan ? ............................................................................................................. b. Bagaimana besar kecepatan sudut roda 1dan 2 yang bersinggungan ?

berlawanan

berbeda .............................................................................................................c. Bagaimana besar kecepatan linier roda 1 dan 2 yang bersinggungan ?

[v1 = v1] sama .............................................................................................................d. Bagaimana perumusan kecepatan sudut () dan kecepatan linier (v) roda-roda bersinggungan ?

v1 = v1 ..............................................................................................................................................................................................................................

1R1= 1.R2

Pertanyaan3. Roda-Roda Dihubungkan Rantai a. Bagaimana arah gerak roda 1 dan 2 yang dihubungkan rantai ?

searah .............................................................................................................B. Bagaimana besar kecepatan sudut roda 1dan 2 yang dihubungkan rantai ?

berbeda .............................................................................................................c. Bagaimana besar kecepatan linier roda 1 dan 2 yang dihubungkan rantai ?

sama [v1 = v1] .............................................................................................................d. Bagaimana perumusan kecepatan sudut () dan kecepatan linier (v) roda-roda dihubungkan rantai ?

v1 = v1 ..............................................................................................................................................................................................................................

1R1= 1.R2

Kesimpulan1. Roda-Roda Seporos Arah putar roda 1 dengan roda 2 searah .................. 2. Roda-Roda Bersinggungan Arah putar roda 1 dengan roda 2 berlawanan ..................

sudut Kecepatan ............ sama Perumusan v dan 1 = 2 ..................v1 v 2 R1 R2

linier Kecepatan ............ sama Perumusan v dan v1 = v2 .................. 1R1= 2.R2

3. Roda-Roda yang Dihubungkan RantaArah putar roda 1 dengan roda B searah ..................

linier Kecepatan ............ sama Perumusan v dan v1 = v ..................1 1R1= 1.R2

Roda-Roda SepusatBerlaku : a. Kedua roda berputar searah b. Kecepatan sudut kedua roda sama

1 = 2

v1 v2 R1 R2

Roda-Roda BersinggunganBerlaku : a. Arah putar kedua roda berlawanan b. Kelajuan linier kedua roda sama

v1 = v2 1R1 = 2R2

Roda-Roda Dihubungkan RantaiBerlaku : a. Arah putar kedua roda sama b. kelajuan linier kedua roda sama

v1 = v 2 1R1 = 2R2

Contoh Soal :1. Dua buah roda dihubungkan seporos seperti pada gambar di samping. Masingmasing roda berjari jari 2 cm dan 10 cm. Kelajuan linier roda 1 yaitu 4 m/s. Tentukan kelajuan linear roda 2 ?

PembahasanDiketahui : Roda Seporos r1 = 4 cm = 2.10-2 m r2 = 10 cm = 10.10-2 m v1 = 4 m/s

Ditanya : v2? Jawab: Roda seporos berlaku :

1 = 2v1 v2 R1 R2

2.10.102 4.102 v2 40.102 v2 20 m/s 2 2.10

2 v2 -2 4.10 10.102

Contoh Soal :2. Dua buah roda dihubungkan dengan rantai seperti pada gambar dismaping. Jari jari roda 6 cm dan 4 cm. Kecepatan sudut roda besaryaitu 12 rad/s. Berapa kecepatan sudut roda kecil?

r

PembahasanDiketahui : Roda Dihubungkan Rantai misal : roda kecil = roda 1 roda besar = roda 2 r1 = 4 cm = 4.10-2 m r2 = 6 cm = 6.10-2 m 1 = 12 rad/s 2.......?

Ditanya

:

Jawab : Roda dihubungkan rantai berlaku :

v1 = v2 1. r1 = 2. r2 12. 4.10-2 = 2 6.10-2

12 .4.10 2 2 8 rad/s 2 6.10

Contoh Soal :3. Tiga silinder terhubung satu sama lain seperti pada gambar jari-jari rA = 10 cm, rB = 30 cm dan rC = 20 cm. Kemudian silinder C dihubungkan pada mesin penggerak sehingga dapat berputar dengan kecepatan sudut tetap 6 rad/s. ika semua silinder dapat berputar tanpa slip maka tentukan: a. kecepatan sudut silinder B ! b. kecepatan linier silinder A !

PembahasanrA = 10 cm = 1.10-1 m rB = 30 cm = 3.10-1 m rC = 20 cm = 2.10-1 m C = 6 rad/s Ditanyakan : a. B b. vA Jawab : Diketahui :

a. Silinder B dihubungkan rantai dgn C, berlaku : vB = vC B. rB = C. rC B. 3.10-1 = 6.2.10-2

6.2.10 1 B 6 rad/s 1 2.10

Pembahasanb. Silinder A sepusat dengan silinder B, berlaku :

A = BvA vB RA RB1

vB = B.RB = 6.3.10-1 = 18.10-1

vA 18 .10 -1 1.10 3.10 1

18 .10 1.10 1 3.10 1 v A

18 .10 2 vA 3.10 1

v A 6.10 1 m/s 0,6 m/s

MotivasiMengapa pada sepeda R gir depan > R gir belakang ?

R gir depan > R gir belakangGir sepeda bagian depan mempunyai arah dan kecepatan linier yang sama tetapi kecepatan sudutnya berbeda. Dengan memberi gaya yang sama, gir depan mempunyai frekuensi memutar lebih sedikit dari gir belakang. Jadi tenaga yang dibutuhkan untuk mengayuh sepeda kecil.

Soal Evaluasi Make a MatchKeterangan : Soal uraian no. 1 - 6 dikerjakan secara berkelompok.

1. Bagaimana hubungan roda-roda seporos pada gerak melingkar ? 2. Bagaimana perumusan persamaan hubungan roda-roda seporos pada gerak melingkar ? 3. Bagaimana hubungan roda-roda bersinggungan pada gerak melingkar ? 4. Bagaimana perumusan persamaan hubungan roda-roda bersinggungan pada gerak melingkar 5. Bagaimana hubungan hubungan roda-roda yang dihubungkan dengan rantai pada gerak melingkar 6. Bagaimana perumusan persamaan hubungan roda-roda yang dihubungkan dengan rantai pada gerak melingkar ?

Data- Data Yang Tersedia

Arah putar roda A Arah putar roda A Arah putar roda A searah dengan berlawanan arah searah dengan roda B dengan roda B roda B A = Bv A vB RA RB

vA = vB A.RA= B.R

vA = vB A.RA= B.RB

Tabel Hubungan Roda-roda Pada Gerak MelingkarJenis Hubungan Roda Seporos Gambar Keterangan Hubungan Roda Jawaban No.1 Persamaan

Jawaban No.2

Bersinggungan

Jawaban No.3

Jawaban No.4

Dengan rantai

Jawaban No.5

Jawaban No.6

Tabel Hubungan Roda-roda Pada Gerak MelingkarJenis Hubungan Roda Seporos Gambar Keterangan Hubungan Roda Persamaan

Jawaban No.1 Jawaban No.2 Arah putar roda A A = B v A vB searah dengan roda B

RABersinggiungan Jawaban No.3 Arah putar roda A berlawanan arah dengan roda B

RB

Jawaban No.4 vA = vB A.RA= B.R

Dengan Rantai

Jawaban No.5 Jawaban No.6 Arah putar roda A vA = vB searah dengan roda B A.RA= B.R

B. Soal UraianKeterangan : PR7. Tiga silinder terhubung satu sama lain seperti pada Gambar dibawah ini. Diketahui jari-jari dari masing-masing silinder sebesar rA = 20 cm, rB = 50 cm dan rC = 30 cm. Kemudian silinder C dihubungkan pada mesin penggerak sehingga dapat berputar dengan kecepatan sudut tetap 5 rad/s. Jika semua silinder dapat berputar tanpa slip maka tentukan: a. kecepatan sudut silinder B ! b. kecepatan linier silinder A !

Keep Ur Spirit !!!!