Perbedaan Gaya Sentripetal dan Sentrifugal Beserta Contohnya

Daftar Materi Fisika

• 1. Besaran Fisika
• 2. Vektor dan Resultan
• 3. Mekanika (Kinematika dan Dinamika)
• 4. Fisika Optik
• 5. Suhu dan Kalor

Advertisement

Baca Juga:

Pernahkah kalian mencoba salah satu wahana bermain yang bernama ontang-anting seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini? Jika pernah, apa yang kalian rasakan saat permainan tersebut mulai berputar? Tentu kalian merasakan seolah-olah tubuh kalian terdorong ke luar seperti ingin lepas dari putaran. Hal inilah yang membuat permainan tersebut semakin seru dan memicu adrenalin kita.

Tentu kalian telah paham bahwa dalam gerak melingkar ada suatu gaya yang dinamakan dengan gaya sentripetal yang arahnya selalu menuju pusat lingkaran. Gaya sentripetal inilah yang menyebabkan suatu benda dapat bergerak melingkar. Ketika kita bergerak melingkar saat menaiki ontang-anting berarti ada gaya sentripetal yang bekerja pada kita, namun kenapa justru kita malah merasakan tubuh terdorong ke luar bukannya ke dalam?

Fenomena yang kita rasakan pada saat menaiki permainan ontang-anting disebabkan oleh pengaruh gaya sentrifugal. Sama halnya dengan gaya sentripetal, gaya sentrifugal juga bekerja pada benda yang bergerak melingkar. Lalu tahukah kalian apa itu gaya sentrifugal dan apa perbedaannya dengan gaya sentripetal? Sebelum bisa membedakan kedua jenis gaya tersebut, kita akan bahas dahulu pengertian dari gaya sentripetal dan sentrifugal berikut ini.

Apa Itu Gaya Sentripetal

Gaya sentripetal adalah gaya yang bekerja pada benda yang bergerak melingkar dengan arah selalu menuju pusat lingkaran. Gaya sentripetal ini berfungsi untuk menarik benda menuju pusat sehingga benda dapat bergerak melingkar atau memiliki lintasan berupa lingkaran. Gaya sentripetal sebenarnya bukan merupakan gaya fisis atau gaya dalam arti yang sebenarnya.

Kenapa gaya sentripetal bukan merupakan gaya fisis?

Yang dimaksud gaya sentripetal bukan merupakan gaya fisis atau gaya dalam arti yang sebenarnya adalah karena gaya sentripetal hanyalah suatu sebutan untuk jenis-jenis gaya yang berfungsi membuat benda bergerak melingkar. Supaya lebih jelas, perhatikan gambar di bawah ini.

Ketika sebuah benda diikat dengan seutas tali kemudian tali diputar secara horizontal seperti yang diilustrasikan pada gambar di atas, komponen gaya yang bekerja pada arah radial (berhimpit dengan jari-jari lingkaran) adalah gaya tegangan tali. Karena arah gaya tegangan tali ini selalu menju pusat lingkaran, maka gaya tegangan tali inilah yang membuat benda bergerak melingkar.

Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa gaya tegangan tali berperan sebagai gaya sentripetal. Jadi pada kasus ini, gaya sentripetal adalah sebutan untuk gaya tegangan tali. Secara matematis, rumus gaya sentripetal dapat dituliskan sebagai berikut.

ΣFsp = masp

ΣFsp = mv2/R

Karena T = Fsp maka

T = mv2/R

Keterangan:

Fsp = gaya sentripatal (N)

T = gaya tegangan tali (N)

m = massa benda (kg)

asp = percepatan sentripetal (m/s2)

v = kecepatan linear (m/s)

R = jari-jari lingkaran (m)

Gaya sentripetal dapat diamati apabila kita menggunakan kerangka acuan inersial, yaitu suatu kerangka acuan yang diam atau bergerak dengan kecepatan konstan terhadap bumi. Ketika kita memutar benda menggunakan tali seperti pada contoh di atas, maka yang menjadi kerangka acuan adalah lengan kita, (lengan dalam keadaan diam) sehingga kita sebagai pengamat dapat mengamati serta merasakan adanya gaya sentripetal dalam hal ini gaya tegangan tali.

Jika kita mengamati gerak suatu benda dalam kerangka acuan inersial, maka kita masih dapat menerapkan Hukum Newton. Selain gaya tegangan tali, jenis gaya lain yang juga dapat berperan sebagai gaya sentripetal adalah gaya berat, gaya gravitasi, gaya normal, gaya gesek dan sebagainya.

Apa Itu Gaya Sentrifugal

Gaya sentrifugal adalah lawan dari gaya sentripetal dan merupakan efek semu yang ditimbulkan ketika sebuah benda melakukan gerak melingkar. Arah gaya sentrifugal selalu menjauhi pusat lingkaran. Fungsi gaya sentrifugal ini hanyalah untuk mengimbangi gaya sentripetal sehingga benda yang melakukan gerak melingkar berada dalam keadaan setimbang.

Gaya sentrifugal hanya dapat diamati atau dirasakan jika kita menggunakan kerangka acuan non-inersial atau kerangka acuan yang bergerak dengan kecepatan tidak konstan terhadap bumi. Sebagai contoh, ketika seseorang berada di dalam bola besar yang sedang berputar seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut ini.

Ketika bola berputar, maka orang tersebut akan merasa terpental seperti terdorong ke luar padahal sebenarnya tidak ada gaya yang bekerja jika diamati dari luar bola tersebut. Akan tetapi apabila diamati dari dalam bola tersebut, maka pengamat juga akan merasakan hal yang sama seperti orang itu, yaitu akan ikut terpental menjauhi pusat lingkaran. Ketika kita menggunakan kerangka acuan non-inersial, maka gaya yang bekerja pada orang itu adalah gaya sentrifugal.

Pada kerangka acuan non-inersial, Hukum Newton tidak berlaku. Oleh karena itu, dibuatlah konsep gaya fiktif atau gaya khayal yang sering disebut gaya pseudo, di mana gaya fiktif ini hanya dapat diamati jika kerangka acuannya adalah kerangka acuan non-inersial. Gaya sentrifugal merupakan salah satu contoh gaya fiktif sehingga keberadaannya tidak pernah dianggap ada.

Kenapa gaya sentrifugal tidak pernah dianggap ada?

Menurut Hukum I Newton, jika terdapat gaya total yang bekerja pada suatu benda, maka benda tersebut berada dalam keadaan diam atau bergerak lurus beraturan (GLB). Ketika sebuah benda melakukan gerak melingkar, pada benda tersebut bekerja gaya sentripetal yang arahnya menuju pusat lingakaran.

Nah apabila terdapat gaya sentrifugal yang arahnya menjauhi pusat lingkaran, maka akan terdapat gaya total yang menyebabkan benda bergerak sepanjang garis lurus. Namun, kenyataan yang terjadi, benda tetap melakukan gerak melingkar. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa tidak ada gaya sentrifugal, yang ada hanyalah efek semu yang ditimbulkannya.

Perbedaan Gaya Sentripetal Dengan Gaya Sentrifugal

Setelah memahami definisi serta konsep dari gaya sentripetal dan gaya sentrifugal, berikut ini akan disajikan tabel mengenai perbedaan karakteristik antara gaya sentripetal dengan gaya sentrifugal.

Tabel Perbandingan Gaya Sentripetal dengan Gaya Sentrifugal

No	Karakteristik	Sentripetal	Sentrifugal
1	Nyata atau fiktif	Gaya sentripetal adalah gaya nyata yang merupakan hasil interaksi fisik	Gaya sentrifugal adalah gaya fiktif yang nampak ada saat benda berputar dilihat dari kerangka acuan yang juga berputar bersamaan dengan objeknya
2	Arah	Gaya sentripetal bekerja menuju pusat lingkaran	Gaya sentrifugal seolah bekerja menjauhi pusat lingkaran
4	Pengaruh terhadap gerak benda	Menyebabkan benda bergerak melingkar	Menyebabkan benda terpental dari gerakan melingkar
5	Pengamatan melalui kerangka inersial	Dapat diamati	Tidak dapat diamati
6	Pengamatan melalui kerangka non-inersial	Tidak dapat diamati	Dapat diamati
7	Rumus	Fsp = masp = mv2/R	Fsf = mv2/R

Contoh Gaya Sentripetal Dengan Gaya Sentrifugal

Dalam kehidupan sehari-hari, terdapat banyak sekali fenomena-fenomena yang berkaitan dengan gaya sentripetal dan sentrifugal. Berikut ini adalah beberapa contoh peristiwa yang termasuk fenomena gaya sentripetal dan gaya sentrifugal.

Contoh gaya sentripetal:

∎ Gerak bulan dan satelit buatan yang mengelilingi bumi

∎ Gerak planet mengelilingi matahari

∎ Gesekan antara ban kendaraan dengan jalan saat berbelok di tikungan melengkung

∎ Gerak benda yang diputar baik vertikal maupun horizontal dengan menggunakan seutas tali

∎ Gerak Roller Coaster  saat melewati lintasan melingkar

Contoh gaya sentrifugal:

∎ Lumpur yang terpental dari ban kendaraan yang bergerak

∎ Peristiwa yang kita rasakan saat menaiki komedi putar atau permainan ontang-anting

∎ Pembalap Motogp yang tergelincir saat menikung

∎ Saat berada di mobil yang menikung ke kiri, kita merasa terdorong ke kanan

Berdasarkan penjelasan di atas, maka dapat kita simpulkan bahwa perbedaan utama antara gaya sentripetal dan gaya sentrifugal terletak pada kerangka acuannya. Gaya sentripetal merupakan gaya yang arahnya menuju pusat lingkaran dengan kerangka acuan inersial, sedangkan gaya sentrifugal merupakan gaya yang arahnya menjauhi pusat lingkaran dengan kerangka acuan non-inersial.

Itulah sebabnya mengapa kita jarang atau mungkin tidak pernah menggunakan gaya sentrifugal dalam perhitungan untuk gerak melingkar karena kerangka yang digunakan adalah kerangka inersial sehingga jelas terlihat gaya sentripetal yang menuju pusat lingkaran.

Demikianlah artikel tentang pengertian, perbedaan serta contoh penerapan gaya sentripetal dan sentrifugal dalam kehidupan sehari-hari beserta gambar ilustrasi lengkap. Semoga dapat bermanfaat untuk Anda. Apabila terdapat kesalahan tanda, simbol, huruf maupun angka dalam perhitungan mohon dimaklumi. Terimakasih atas kunjungannya dan sampai jumpa di artikel berikutnya.