Definisi dan Rumus Periode – Frekuensi Gerak Melingkar Beserta Contoh Soal dan Pembahasannya
https://www.fisikabc.com/2017/06/periode-dan-frekuensi-gerak-melingkar.html?m=0
Daftar Materi Fisika
Advertisement
Dalam ilmu fisika khususnya kinematika, terdapat banyak sekali jenis gerak benda salah satunya adalah gerak melingkar. Gerak melingkar adalah gerak suatu benda dengan lintasan berbentuk lingkaran. Dalam kehidupan sehari-hari banyak kita jumpai berbagai benda yang melakukan gerak melingkar seperti gerak jarum jam analog seperti pada gambar berikut ini.
Jarum jam penunjuk detik (jarum paling panjang) dalam melakukan satu kali putaran memerlukan waktu 60 detik atau 1 menit. Hal ini berarti tiap 60 detik sekali, jarum jam melakukan satu kali gerak melingkar. Dalam fisika, waktu 60 detik inilah yang dinamakan periode. Jadi dapat disimpulkan pengertian periode sebagai berikut.
Periode adalah waktu yang dibutuhkan oleh suatu benda yang bergerak melingkar untuk melakukan satu kali putaran penuh (periode = waktu tempuh satu putaran).
|
Pada umumnya, periode diberi notasi T. Periode merupakan besaran waktu dengan satuan SI sekon (s). Jika suatu benda melakukan N kali putaran dalam selang waktu t sekon, maka kita dapat menghitung periode dengan menggunakan rumus atau persamaan sebagai berikut:
T
|
=
|
waktu
|
jumlah putaran
|
T
|
=
|
t
|
…………………………… pers. (1)
|
N
|
Keterangan:
| ||
T
|
=
|
periode (s)
|
t
|
=
|
waktu (s)
|
N
|
=
|
jumlah putaran
|
Kemudian kita cermati lagi putaran jarum jam di atas. Dalam waktu 60 detik jarum jam menempuh satu kali putaran berarti setiap 1 detik jarum jam akan menempuh 1/60 putaran. Jumlah 1/60 putaran yang terjadi setiap detik tersebut dinamakan frekuensi. Dari contoh ini maka kita dapat menyimpulkan pengertian dari frekuensi yaitu sebagai berikut.
Frekuensi adalah banyaknya jumlah putaran yang ditempuh oleh suatu benda yang bergerak melingkar dalam selang waktu satu sekon (frekuensi = jumlah putaran tiap detik)
|
Frekuensi disimbolkan dengan f dengan satuan s-1 atau hertz disingkat Hz. Nama satuan frekuensi ini diambil dari nama salah satu ilmuwan yang berjasa dalam ilmu fisika, yakni Henrich Hertz (1857 – 1895). Frekuensi sebuah benda yang melakukan N kali putaran dalam selang waktu t dapat dicari dengan rumus sebagai berikut.
f
|
=
|
jumlah putaran
|
waktu
|
f
|
=
|
N
|
…………………………… pers. (2)
|
t
|
Keterangan:
| ||
f
|
=
|
Frekuensi (Hz)
|
t
|
=
|
waktu (s)
|
N
|
=
|
jumlah putaran
|
Dari persamaan 1 dan 2, kita dapat mendapatkan hubungan antara periode dengan frekuensi sebagai berikut.
T
|
=
|
t
|
N
|
N
|
=
|
t
|
…………………………… pers. (3)
|
T
|
Kita subtitusikan pers. 3 ke pers. 2
f
|
=
|
N
|
t
|
f
|
=
|
t/T
|
t
|
f
|
=
|
1
|
atau
|
T
|
=
|
1
|
…………….. pers. (4)
|
T
|
f
|
Keterangan:
| ||
T
|
=
|
periode (s)
|
f
|
=
|
Frekuensi (Hz)
|
t
|
=
|
waktu (s)
|
N
|
=
|
jumlah putaran
|
Untuk lebih memahami penggunaan rumus periode dan frekuensi dalam menyelesaikan persoalan fisika yang berhubungan dengan gerak melingkar, perhatikan dua contoh soal beserta cara penyelesaiannya berikut ini.
#Contoh 1
Dalam waktu 20 sekon, sebuah benda yang bergerak melingkar beraturan dapat melakukan 4 kali putaran penuh. Tentukan periode dan frekuensi gerak benda tersebut.
Jawab
T
|
=
|
Waktu yang dibutuhkan
|
Jumlah putaran penuh
|
T
|
=
|
20 s
|
4
|
T = 5 s
Frekuensi dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 4.
f
|
=
|
1
|
T
|
f
|
=
|
1
|
5 s
|
f = 0,2 Hz
Jadi, periodenya adalah 5 s dan frekuensi adalah 0,2 Hz.
#Contoh 2
Seorang anak kecil memutar roda ban sepeda yang ia balik posisinya (roda di atas). katup ban tersebut dapat berputar 60 kali dalam waktu 15 sekon. Tentukan periode dan frekuensi gerak katub tersebut dan banyak putarannya setelah 40 detik.
Jawab
T
|
=
|
Waktu yang dibutuhkan
|
Jumlah putaran penuh
|
T
|
=
|
15 s
|
60
|
T
|
=
|
1
|
4
|
Frekuensi dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 4.
f
|
=
|
1
|
T
|
f
|
=
|
1
|
¼ s
|
f = 4 Hz
Banyak putaran setelah t = 40 s dapat dicara dengan menggunakan persamaan 3.
N
|
=
|
t
|
T
|
N
|
=
|
40 s
|
¼ s
|
N = 160 putaran
Jadi periode geraknya adalah ¼ sekon, frekuensinya adalah 4 Hz dan banyak putaran selama 40 detik adalah 160 kali putaran penuh.
Demikianlah artikel tentang pengertian dan rumus periode dan frekuensi dalam gerak melingkar beserta contoh soal dan pembahasannya. Semoga dapat bermanfaat untuk Anda. Terimakasih atas kunjungannya dan sampai jumpa di artikel berikutnya.
