Roller coaster

Roller coaster
Roller coaster adalah wahana permainan berupa kereta yang dipacu dengan kecepatan tinggi pada jalur rel khusus, biasanya terletak di atas tanah yang memiliki ketinggian yang berbeda-beda. Rel ini ditopang oleh rangka baja yang disusun sedemikian rupa. Wahana ini pertama kali ada di Disney Land Amerika Serikat.

Fenomena Fisika Roller Coaster

Energi Potensial

Energi potensial, Ep, yakni energi yang “dikandung” roller coaster dikarenakan oleh posisinya, bernilai maksimum di posisi puncak lintasan. Energi potensial bernilai nol di posisi “lembah” (posisi terendah) lintasan. Energi potensial diubah menjadi energi kinetik, ketika roller coaster bergerak menurun.


Energi Kinetik

Energi kinetik, Ek, yakni energi yang dihasilkan oleh roller coaster karena geraknya (dalam hal ini kecepatan), bernilai nol di posisi puncak lintasan. Jelaskan, mengapa? Energi kinetik bernilai maksimum di posisi “lembah’ (posisi terendah) lintasan. Mengapa? Energi kinetik diubah menjadi energi potensial, ketika roller coaster bergerak menaik.


Dinamika Roller Coaster

Gerak Roller Coaster mengalami percepatan, yakni perubahan kecepatan terhadap waktu yakni kecepatan bertambah terhadap waktu, ketika bergerak menurun. Roller coaster mengalami perlambatan (percepatan negatip!) yakni kecepatan berkurang terhadap waktu ketika bergerak menaik. Perubahan kecepatan juga terjadi saat roller coaster berubah arah!


Gaya Gravitasi

Pada roller coaster, kamu tentu mengalami gaya gravitasi, yakni gaya (interaksi) yang disebabkan oleh tarikan massa bumi terhadap massa tubuhmu (karena massa bumi jauh lebih besar dibandingkan dengan massa tubuhmu!). Rasakan dan kemudian jelaskan, apa efek gaya gravitasi tersebut? gaya gravitasi tersebut diartikan=> F= kurang lebih 10.000N . tetapi dari hasil penelitian setiap roller coaster tergantung dengan berat, dan putarannya.


Kekekalan Energi

Dalam proses perubahan energi Ek menjadi Ep dan Ep menjadi Ek ini, sebagian energi diubah menjadi energi panas (kalor) karena adanya gesekan (friksi). Misal, roda roller coaster dengan rel lintasan. Energi total sistem tidak bertambah atau berkurang. Energi “hanya” berubah bentuk (misal: Ek, Ep, kalor).


Gaya Sentripetal

Gaya sentripetal adalah gaya yang “berusaha” menarik objek mengarah ke titik pusat (sumbu). Ketika roller coaster bergerak melalui lintasan memutar, gaya sentripental “mempertahankan” roller coaster agar tetap bergerak memutar.



sumber :-www.kaskus.us/showthread.php?t=2356282
             -www.youtube..com

Gerak Melingkar

Pengantar

Setiap hari kita selalu melihat sepeda motor, mobil, pesawat atau kendaraan beroda lainnya. Apa yang terjadi seandainya kendaraan tersebut tidak mempunyai roda ? yang pasti kendaraan tersebut tidak akan bergerak. Sepeda motor atau mobil dapat berpindah tempat dengan mudah karena rodanya berputar, demikian juga pesawat terbang tidak akan lepas landas jika terdapat kerusakan fungsi roda. Putaran roda merupakan salah satu contoh gerak melingkar yang selalu kita temui dalam kehidupan sehari-hari, walaupun sering luput dari perhatian kita. Permainan gasing merupakan contoh lainnya. Sangat banyak gerakan benda yang berbentuk melingkar yang dapat kita amati dalam kehidupan sehari-hari, termasuk gerakan mobil/sepeda motor pada tikungan jalan, gerakan planet kesayangan kita (bumi), planet-planet lainnya, satelit, bintang dan benda angkasa yang lain. Anda dapat menyebutnya satu persatu.

Setiap benda yang bergerak membentuk suatu lingkaran dikatakan melakukan gerakan melingkar. Sebelum membahas lebih jauh mengenai gerak melingkar, terlebih dahulu kita pelajari besaran-besaran fisis dalam gerak melingkar.

Besaran-Besaran Fisis dalam Gerak Melingkar

(Perpindahan Sudut, Kecepatan sudut dan Percepatan Sudut)

Dalam gerak lurus kita mengenal tiga besaran utama yaitu perpindahan (linear), kecepatan (linear) dan Percepatan (linear). Gerak melingkar juga memiliki tiga komponen tersebut, yaitu perpindahan sudut, kecepatan sudut dan percepatan sudut. Pada gerak lurus kita juga mengenal Gerak Lurus Beraturan dan Gerak Lurus Berubah Beraturan. Dalam gerak melingkar juga terdapat Gerak Melingkar Beraturan (GMB) dan Gerak Melingkar Berubah Beraturan (GMBB). Selengkapnya akan kita bahas satu persatu. Sekarang mari kita berkenalan (kaya manusia aja ya) dengan besaran-besaran dalam gerak melingkar dan melihat hubungannya dengan besaran fisis gerak lurus.

Perpindahan Sudut

Mari kita tinjau sebuah contoh gerak melingkar, misalnya gerak roda kendaraan yang berputar. Ketika roda berputar, tampak bahwa selain poros alias pusat roda, bagian lain roda lain selalu berpindah terhadap pusat roda sebagai kerangka acuan. Perpindahan pada gerak melingkar disebut perpindahan sudut. Bagaimana caranya kita mengukur perpindahan sudut ?

Ada tiga cara menghitung sudut. Cara pertama adalah menghitung sudut dalam derajat (^o). Satu lingkaran penuh sama dengan 360^o. Cara kedua adalah mengukur sudut dalam putaran. Satu lingkaran penuh sama dengan satu putaran. Dengan demikian, satu putaran = 360^o. Cara ketiga adalah dengan radian. Radian adalah satuan Sistem Internasional (SI) untuk perpindahan sudut, sehingga satuan ini akan sering kita gunakan dalam perhitungan. Bagaimana mengukur sudut dengan radian ?

Mari kita amati gambar di bawah ini.

 

Nilai radian dalam sudut adalah perbandingan antara jarak linear x dengan jari-jari roda r. Jadi,

 

Perhatikan bahwa satu putaran sama dengan keliling lingkaran, sehingga dari persamaan di atas, diperoleh :

 

Derajat, putaran dan radian adalah besaran yang tidak memiliki dimensi. Jadi, jika ketiga satuan ini terlibat dalam suatu perhitungan, ketiganya tidak mengubah satuan yang lain.

Kecepatan Sudut

Dalam gerak lurus, kecepatan gerak benda umumnya dinyatakan dengan satuan km/jam atau m/s. Telah kita ketahui bahwa tiap bagian yang berbeda pada benda yang melakukan gerak lurus memiliki kecepatan yang sama, misalnya bagian depan mobil mempunyai kecepatan yang sama dengan bagian belakang mobil yang bergerak lurus.

Dalam gerak melingkar, bagian yang berbeda memiliki kecepatan yang berbeda. Misalnya gerak roda yang berputar. Bagian roda yang dekat dengan poros bergerak dengan kecepatan linear yang lebih kecil, sedangkan bagian yang jauh dari poros alias pusat roda bergerak dengan kecepatan linear yang lebih besar. Oleh karena itu, bila kita menyatakan roda bergerak melingkar dengan kelajuan 10 m/s maka hal tersebut tidak bermakna, tetapi kita bisa mengatakan tepi roda bergerak dengan kelajuan 10 m/s.

Pada gerak melingkar, kelajuan rotasi benda dinyatakan dengan putaran per menit (biasa disingkat rpm – revolution per minute). Kelajuan yang dinyatakan dengan satuan rpm adalah kelajuan sudut. Dalam gerak melingkar, kita juga dapat menyatakan arah putaran. misalnya kita menggunakan arah putaran jarum jam sebagai patokan. Oleh karena itu, kita dapat menyatakan kecepatan sudut, di mana selain menyatakan kelajuan sudut, juga menyatakan arahnya (ingat perbedaan kelajuan dan kecepatan, mengenai hal ini sudah Gurumuda terangkan pada Pokok bahasan Kinematika). Jika kecepatan pada gerak lurus disebut kecepatan linear (benda bergerak pada lintasan lurus), maka kecepatan pada gerak melingkar disebut kecepatan sudut, karena benda bergerak melalui sudut tertentu.

Terdapat dua jenis kecepatan pada Gerak Lurus, yakni kecepatan rata-rata dan kecepatan sesaat. Kita dapat mengetahui kecepatan rata-rata pada Gerak Lurus dengan membandingkan besarnya perpindahan yang ditempuh oleh benda dan waktu yang dibutuhkan benda untuk bergerak . Nah, pada gerak melingkar, kita dapat menghitung kecepatan sudut rata-rata dengan membandingkan perpindahan sudut dengan selang waktu yang dibutuhkan ketika benda berputar. Secara matematis kita tulis :

Bagaimana dengan kecepatan sudut sesaat ?

Kecepatan sudut sesaat kita diperoleh dengan membandingkan perpindahan sudut dengan selang waktu yang sangat singkat. Secara matematis kita tulis :

  

 

Sesuai dengan kesepakatan ilmiah, jika ditulis kecepatan sudut maka yang dimaksud adalah kecepatan sudut sesaat. Kecepatan sudut termasuk besaran vektor. Vektor kecepatan sudut hanya memiliki dua arah (searah dengan putaran jarum jam atau berlawanan arah dengan putaran jarum jam), dengan demikian notasi vector mega dapat ditulis dengan huruf miring dan cukup dengan memberi tanda positif atau negatif. Jika pada Gerak Lurus arah kecepatan sama dengan arah perpindahan, maka pada Gerak Melingkar, arah kecepatan sudut sama dengan arah perpindahan sudut.

Percepatan Sudut

Dalam gerak melingkar, terdapat percepatan sudut apabila ada perubahan kecepatan sudut. Percepatan sudut terdiri dari percepatan sudut sesaat dan percepatan sudut rata-rata. Percepatan sudut rata-rata diperoleh dengan membandingkan perubahan kecepatan sudut dan selang waktu.

Percepatan sudut sesaat diperoleh dengan membandingkan perubahan sudut dengan selang waktu yang sangat singkat.

Satuan percepatan sudut dalam Sistem Internasional (SI) adalah rad/s² atau rad^-2

HUBUNGAN ANTARA BESARAN GERAK LURUS DAN GERAK MELINGKAR

Pada pembahasan sebelumnya, kita telah mempelajari tentang besaran fisis Gerak Melingkar, meliputi Perpindahan Sudut, Kecepatan Sudut dan Percepatan Sudut. Apakah besaran Gerak Melingkar tersebut memiliki hubungan dengan besaran fisis gerak lurus (perpindahan linear, kecepatan linear dan percepatan linear) ?

Dalam gerak melingkar, arah kecepatan linear dan percepatan linear selalu menyinggung lingkaran. Karenanya, dalam gerak melingkar, kecepatan linear dikenal juga sebagai kecepatan tangensial dan percepatan linear disebut juga sebagai percepatan tangensial.

Hubungan antara Perpindahan Linear dengan Perpindahan sudut

Pada gerak melingkar, apabila sebuah benda berputar terhadap pusat/porosnya maka setiap bagian benda tersebut bergerak dalam suatu lingkaran yang berpusat pada poros tersebut. Misalnya gerakan roda yang berputar atau bumi yang berotasi. Ketika bumi berotasi, kita yang berada di permukaan bumi juga ikut melakukan gerakan melingkar, di mana gerakan kita berpusat pada pusat bumi. Ketika kita berputar terhadap pusat bumi, kita memiliki kecepatan linear, yang arahnya selalu menyinggung lintasan rotasi bumi. Pemahaman konsep ini akan membantu kita dalam melihat hubungan antara perpindahan linear dengan perpindahan sudut. Bagaimana hubungan antara perpindahan linear dengan perpindahan sudut ?

Ketika benda berputar terhadap poros O, titik A memiliki kecepatan linear (v) yang arahnya selalu menyinggung lintasan lingkaran.

 

sumber : http://www.gurumuda.com/category/fisika-sma/kinematika-fisika-sma

Animasi grafik untuk percepatan

Klik gambarnya yah............

a. Ini untuk perlambatan tetap atau percepatan negativ...dengan arah negatif

       

b. kalau yang ini grafik untuk percepatan negatif yang tetap tapi posisinya negatif

 

Next apa lagi yah ??                                                                                                                                     c. Percepatan negatif dengan jarak positif

 

Fiuuuh banyak benget yah .... pie masih ada satu lagi nie yang lebih menarik 

d. Percepatan positif and jaraknya juga positif

 

sumber : Animasi fisika untuk guru

Positive and Negative Acceleration Percepatan positif dan Negatif

So far we have only answered questions regarding objects getting faster. If an object is slowing down, it is retarding, or deceleration, but it is still a form of acceleration ; negative acceleration.

           Sejauh ini kita baru bisa menjawab pertanyaan dari sebuah benda yang dipercepat. Jika sebuah benda berjalan semakin lambat, maka benda itu memperlambat / mengurangi kecepatan, tetapi ini masih merupakan suatu bentuk dari percepatan : percepatan negatif.

           Braking is Negative acceleration. Vt less than Vo.

            Mengerem adalah percepatan negatif Vt lebih kecil dari Vo

 

  

                                                             Waktu yang dibutuhkan  

  The change in velocity is a negative number, when an object is slowing down.

Perubahan kecepatannya dalam bilangan negatif, ketika sebuah benda diperlambat.

Example :

Contoh   :

A car slows down from 15 m/s to 10 m/s in 2,5 seconds. What is its acceleration ?

Sebuah mobil melambat dari 15 m/s menjadi 10 m/s dalam 2,5 detik. Berapakah percepatannya ?

Change in velocity = -5 m/s ( minus five metres per second )

Perubahan kecepatan = -5 m/s ( negatif lima meter per detik )

Acceleration = -5  2,5 = -2 m/s²

Percepatannya = -5 ÷ 2,5 = -2 m/s²

Uniform Acceleration Questions

Pertanyaan Percepatan Tetap

A velocity meter in a train indicates that the train is travelling at 28 m/s. 26 second later it is travelling at 15 m/s. What was the acceleration during the 26 seconds period?

Ø                        Metres per second per second

Sebuah pengukur kecepatan dalam sebuah kereta api menunjukkan bahwa kereta api berjalan dengan kecepatan 28 m/s. 26 detik kemudian keretatersebut berjalan dengan kecepatan 15 m/s. Berapakah percepatan selama 26 detik ?

Ø                        Meter per detik per detik

You can see that the total distance can be split into the distance travelled whilst the driver is reacting ( the thinking distance )  and the distance tha the car tavels after the brakes have been applied ( the braking distance ). The total distance travelled from the moment the driver starts to react to the car being brought to a stop is the sum of these two distances.

           Kamu bisa melihat jarak total dibagi dalam jarak perjalanan ketika pengemudi sedang bereaksi ( waktu berfikir ) dan jarak perjalanan setelah mobil direm ( jarak pengereman ). Jarak total perjalanan dari waktu pengemudi mulai bereaksi sampai mobil berhenti dalan jumlah dari 2 jarak ini.

 

As well as being able to accelerate, it is vital that cars can decelerate or brake.

           Selama mengalamai percepatan, ini sangat penting bahwa mobil bisa mengalami perlambatan atau pengereman.

           The faster a car is travelling, the  longer it will take to stop and the further it will travel whilst decelerating.

           Lebih jauh, sebuah mobil yang sedang berjalan, selanjutnya mobil itu akan berhenti dan lebih lanjut ia akan berjalan sambil diperlambat.

 

           For example, at a speed of 15 m/s the total stopping distance is (9+14)=23 metres

           Sebagai contoh, pada kecepatan 15 m/s jarak berhenti totalnya adalah (9+14)=23 meter

           During the time the car travels the thinking distance, the brake are not on. The car is travelling at uniform velocity.

           Selama waktu mobil berjalan dalam jarak berfikir, rem tidak dinyalakan. Mobil itu berjalan dalam kecepatan tetap.

           It is possible to calculate the ‘ Thinking Time” from the formula :

           Untuk menghitung “waktu berfikir” dari rumus :

           Distance = velocity  time                                           Time = Distance velocity

                 Jarak = kecepatan waktu                                   Waktu = jarak kecepatan

           It does not matter which pair of numbers you use, you get the same answer for the thinking time.

           Tidak menjadi masalah pasangan bilangan manakah yang kamu gunakan, kamu akan mendapatkan jawaban yang sama untuk waktu reaksi.

           For example, at 20 m/s the thinking distance is 12 metres, so the thinking time is 12 20 = 0,6 seconds.

           Sebagai contoh, pada kecepatan 20 m/s waktu berfikir adalah 12 meter, jadi waktu berfikir adalah 12÷20 = 0,6 detik.

           At 30 m/s the thinking distance is 18 metres. 18÷30 = 0,6, giving the same time of 0,6 seconds.

           Pada kecepatan 30 m/s jarak berfikir adalah 18 meter. 18÷30 = 0,6, kita mendapatkan waktu berfikir yang sama yaitu 0,6 detik.

           The braking Distance increases with speed.

           Jarak pengereman berubah sesuai kecepatan.

           At 10 m/s the braking Distance is 6 m. At 20 m/s the braking distance is 24 m.

           Pada kecepatan 10 m/s jarak pengereman adalah 6m. Pada kecepatan 20 m/s jarak pengeremannya adalah 24 m.

           Doubling the speed, quadruples the braking distance. This is general pattern.

           Dua kali lipat kecepatan, empat kali lipat  jarak pembe hentian. Itu merupakan bentuk umum.

           Check this with speeds of 10 m/s and 20 m/s.

           Periksa dengan kecepatan 10 m/s dan 20 m/s.

           So, if you increase your speed by a factor of 3 ( say from 10 m/s to 30 m/s ) then the braking distance will increase by a factor of 9 (from 6 metres to 54 metres)

           Jadi, jika kamu meningkatkan kecepatan kamu menggunakan faktor 3 ( katakan dari 10 m/s menuju 30 m/s ) setelah itu jarak pengereman akan meningkat berdasarkan faktor 9 (dari 6 meter hingga 54 meter ).

 

Source : GCSE PHYSICS

Uniform Acceleration Percepatan Tetap

Before you look at this section, you should be familiar with the section on Uniform Velocity.

Sebelum kamu menelaah bagian ini, kamu harus terbiasa dengan begian kecepatan tetap.

If a body is accelerating, its velocity is changing. Uniform acceleration means that the objects velocity is changing at a constant rate.

Jika sebuah benda mengalami percapatan, maka kecepatannya berubah. Percepatan tetap berarti bahwa kecepatan berubah secara tetap setiap satuan waktu.

To determine acceleration, we measure the change in velocity and the time taken for this change.

Untuk mencari percepatan, kita mengukur perubahan ketetapan dan waktu yang dibutuhkan untuk perubahan tersebut. 

 

Velocity ( see uniform velocity section ) is measured in metres per second. Acceleration is measured in ‘metres per second per second’ or ‘ metres per second squared’ and has the symbol m/s²

Kecepatan ( lihat bagian kecepatan tetap ) diukur dalam meter per detik. Percepatan diukur dalam ‘meter per detik per detik’ atau ‘meter per detik kuadrat’. Simbolnya adalah m/s²

Remember it is the change in velocity  that acceleration measures, not the velocity itself.

Ingat bahwa yang diukur dalam percepatan adalah perubahan kecepatan, tidak hanya kecepatan.

If a car is moving at 10 m/s and sometime later it is moving at 15 m/s, the change in velocity is 5 m/s.

Jika sebuah mobil bergerak dengan kecepatan 10 m/s dan ssuatu saat kecepatannya menjadi 15 m/s, perubahan kecepatannya adalah 5 m/s.

If this change in velocity took 20 second, the acceleration is 5/20 = 0.25 m/s².

Jika perubahan ini menggunakan waktu 20 detik, maka percepatannya adalah 5/10=0.25 m/s².

There is a formula that says the same thing.

Ada sebuah rumus yang mengatakan hal yang sama.

a is acceleration and t is time

a adalah percepatan dan t adalah waktu

Vt and Vo are both velocity

Vt  dan Vo keduanya adalah kecepatan

Because the velocity is changing we need two symbols for it. One at the start and one at the end of the period of acceleration.

Karena kecepatannya berubah, kita butuh dua simbol . Satu untuk permulaan dan satu untuk kecepatan dari percepatan.

You can use either method of working out acceleration

Kamu bisa menggunakan cara lain untuk mencari percepatan

 

 Or

               Atau

 

 

Uniform Acceleration Question

Pertanyaan untuk percepatan tetap

An advertisement says that a car can accelerate from a velocity of 10 m/s to a velocity 43 m/s in 16,5 seconds. Assumsing the acceleration to be uniform, what is the rate of acceleration ?

Sebuah iklan mengatakan bahwa sebuah mobil bisa mengalami percepatan dari 10 m/s menjadi 43 m/s dalam 16,5 detik. Asumsikan bahwa percepatanya tetap, berapakah percepatannya ?

source : - gcse physics
             - physics animation for teacher
sumber : - gcse fisika
              - animasi fisika untuk guru