Gaya sentripetal

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Loncat ke navigasi Loncat ke pencarian
Contoh sederhana gaya sentripetal

Gaya sentripetal adalah gaya yang membuat benda untuk bergerak melingkar. Gaya ini bukan merupakan gaya fisis, atau gaya dalam arti sebenarnya, melainkan hanya suatu penamaan atau penggolongan jenis-jenis gaya yang berfungsi membuat benda bergerak melingkar. Bermacam-macam gaya fisis dapat digunakan sebagai gaya sentripetal, antara lain gaya gravitasi, elektrostatik, tegangan tali, gesekan dan lainnya. Istilah sentripetal berasal dari kata bahasa Latin, yaitu centrum ("pusat") dan petere ("menuju arah"), yang berarti menuju arah pusat lingkaran.

Isaac Newton mendeskripsikannya gaya sentripetal sebagai "suatu gaya di mana benda ditarik atau didorong, atau dengan cara apa pun cenderung, menuju suatu titik sebagai pusat".[1] Dalam mekanika Newton, gravitasi memberikan gaya sentripetal yang menyebabkan orbit astronomis.

Salah satu contoh umum yang melibatkan gaya sentripetal adalah kasus di mana benda bergerak dengan kecepatan seragam di sepanjang jalur melingkar. Gaya sentripetal diarahkan pada sudut siku-siku terhadap gerakan dan juga sepanjang jari-jari menuju pusat jalur melingkar.[2][3] Deskripsi matematika diturunkan pada 1659 oleh fisikawan Belanda Christiaan Huygens.[4]

Gagasan Newton tentang gaya sentripetal sesuai dengan apa yang sekarang disebut gaya pusat. Ketika satelit berada di orbit sekitar planet, gravitasi dianggap sebagai gaya sentripetal meskipun dalam kasus orbit eksentrik, gaya gravitasi diarahkan ke fokus, dan bukan ke pusat kelengkungan sesaat.[5]

Rumus gaya sentripetal[sunting | sunting sumber]

Gaya sentripetal memiliki besar sebanding kuadrat kecepatan tangensial benda dan berbanding terbalik dengan jari-jari lintasan

dengan arah menuju pusat lintasan berbentuk lingkaran, yang menunjukkan bahwa terdapat suatu percepatan sentripetal, yaitu

apabila dianalogikan dengan hukum kedua Newton.

Representasi vektor[sunting | sunting sumber]

Dalam notasi vektor dengan sistem koordinat polar, gaya sentripetal dapat dituliskan sebagai

Vektor-vektor sesaat gaya sentripetal.

dengan

adalah vektor satuan dalam arah radial, yang umumnya dipilih bernilai positif mengarah ke luar lingkaran.

Representasi produk perkalian vektor[sunting | sunting sumber]

Atau dapat pula dituliskan sebagai produk dari perkalian vektor

Dengan arah mengikuti aturan tangan kanan. Dalam kasus seperti ditunjukkan dalam gambar, besaran-besaran vektor yang dimaksud bernilai:

dan sebagai konsekuensinya

Dengan demikian dapat dibuktikan bahwa

seperti dituliskan sebelumnya, yang menunjukkan bahwa gaya sentripetal selalu menuju ke pusat lintasan lingkaran.

Lihat pula[sunting | sunting sumber]

Pranala luar[sunting | sunting sumber]

  1. ^ Newton, Isaac, 1642-1727. (2010). The principia : mathematical principles of natural philosophy. [Place of publication not identified]: Snowball Pub. ISBN 978-1-60796-240-3. OCLC 701563361. 
  2. ^ Hibbeler, R. C. (2010). Engineering mechanics. Dynamics (edisi ke-12th ed). Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall. ISBN 978-0-13-607791-6. OCLC 356369748. 
  3. ^ Tipler, Paul Allen, 1933- ((2003 printing)). Physics for scientists and engineers. Mosca, Gene. (edisi ke-5th ed., extended). New York: W.H. Freeman. ISBN 0-7167-4389-2. OCLC 51095685. 
  4. ^ Theoretical and applied mechanics : proceedings of the XVIIth International Congress of Theoretical and Applied Mechanics, held in Grenoble, France, 21-27 August, 1988. Germain, Paul, 1920-, Piau, Monique., Caillerie, Denis., International Union of Theoretical and Applied Mechanics. Amsterdam: North-Holland. 1989. ISBN 978-0-444-60020-2. OCLC 700400693. 
  5. ^ Koupelis, Theo (2010-02-04). In Quest of the Universe (dalam bahasa Inggris). Jones & Bartlett Learning. ISBN 978-0-7637-6858-4.