Percepatan Linear (Tangensial) Gerak Melingkar

Definisi dan Rumus Percepatan Linear (Tangensial) Gerak Melingkar Beserta Contoh Soal dan Pembahasan

Gerak melingkar merupakan salah satu dari sekian banyak jenis gerak dalam fisika yang bisa dibilang paling unik. Kenapa unik? Karena kita tahu besaran-besaran dalam gerak melingkar merupakan perpaduan dari besaran gerak lurus (linear) dengan gerak melingkar (anguler) itu sendiri. Bisa dibilang, besaran yang sejenis pada gerak melingkar akan memiliki arti fisis dan nilai yang berbeda.

Sebagai contoh besaran kecepatan. Dalam gerak melingkar terdapat dua jenis kecepatan, yaitu kecepatan linear (tangensial) yang arahnya selalu menyinggung lingkaran dan juga kecepatan sudut (anguler) yang arahnya mengikuti arah gerak benda sepanjang lintasan lingkaran.

Jadi bisa dikatakan, kecepatan tangensial dan kecepatan anguler merupakan besaran yang sejenis akan tetapi memiliki arti fisis, nilai dan arah yang berbeda. Inilah alasan kenapa gerak melingkar merupakan jenis gerak yang paling unik. Lalu sekarang yang menjadi pertanyaannya adalah bagaimana dengan percepatan pada gerak melingkar? 
percepatan pada gerak melingkar lebih unik lagi, karena ada tiga jenis percepatan, yaitu percepatan linear (tangensial), percepatan sudut (anguler) dan percepatan sentripetal (radial). Namun dalam artikel ini hanya akan dibahas satu jenis percepatan saja, yaitu percepatan tangensial. Lalu 

Apa itu percepatan tangensial?

Konsep percepatan tangensial pada gerak melingkar itu sama dengan konsep percepatan linear pada gerak lurus berubah beraturan yang biasa disebut dengan “percepatan” saja. Dalam gerak lurus berubah beraturan atau GLBB, percepatan dapat terjadi karena ada perubahan kecepatan. Hal yang serupa juga berlaku pada gerak melingkar. Untuk lebih jelas perhatikan gambar berikut ini.

Sebuah partikel mula-mula bergerak dari titik A dengan kecepatan linear v₀. Kemudian dalam selang waktu ∆t, partikel tersebut mencapai titik B dengan kecepatan linear v dan kecepatan sudut ω. posisi sudut yang ditempuh partikel tersebut dalam selang ∆t sebesar θ.

Dalam fisika, besarnya perubahan kecepatan linear partikel tersebut dalam selang waktu ∆t selama bergerak melingkar disebut dengan percepatan linear atau tangensial (a_t) yang arahnya menyingung lingkaran. Dengan demikian dapat kita simpulkan pengertian percepatan linear gerak melingkar yaitu sebagai berikut:

Percepatan linear atau percepatan tangensial pada gerak melingkar didefinisikan sebagai perubahan kecepatan tangensial (linear) dalam selang waktu tertentu dimana arah percepatan tangensial selalu menyinggung lintasan gerak benda yang berbentuk lingkaran.

Dari definisi percepatan tangensial tersebut, maka kita dapat menuliskan rumus atau persamaan percepatan linear pada gerak melingkar yaitu sebagai berikut:

at	=	perubahan kecepatan tangensial
		selang waktu

Atau dapat kita tulis sebagai simbol berikut

at	=	v − v0
		∆t
at	=	∆v	…………pers. (1)
		∆t

Keterangan:

at	=	percepatan tangensial (m/s2)
v	=	kecepatan tangen pada saat t (m/s)
v0	=	kecepatan tangensial awal (m/s)
∆v	=	perubahan kecepatan tangen (m/s)
∆t	=	selang waktu (s)

Dalam kinematika gerak lurus, percepatan hanya dapat terjadi jika ada perubahan kecepatan pada gerak benda. Dengan kata lain benda melakukan gerak lurus berubah beraturan (GLBB). Begitu juga dalam gerak melingkar, percepatan tangensial hanya terjadi jika ada perubahan kecepatan tangensial. Dengan kata lain, benda melakukan gerak melingkar berubah beraturan (GMBB).

Percepatan tangensial atau linear mempengaruhi kecepatan putar benda yang bergerak melingkar. Semakin besar percepatan tangensial, maka semakin cepat pula perubahan kecepatan linear (tangensial) dan kecepatan sudut (anguler) benda. Arah percepatan tangensial (a_t) dapat sama atau berlawanan dengan arah kecepatan linear.

Jika percepatan tangensial searah dengan kecepatan linear, maka benda akan mengalami percepatan sehingga semakin lama kecepatan putar benda akan semakin meningkat. Sedangkan jika percepatan tangensial berlawanan arah dengan kecepatan linear maka benda akan mengalami perlambatan yang membuat kecepatan putar benda semakin menurun. Untuk lebih memahami tentang percepatan linear gerak melingkar, silahkan kalian pelajari contoh soal berikut.

#Contoh Soal

Sebuah benda mula-mula diam, kemudian setelah 5 sekon benda tersebut bergerak melingkar dengan kecepatan tangensial sebesar 25 cm/s. Jika diameter lintasan benda adalah 10 cm, tentuka percepatan tangensial benda tersebut!

Penyelesaian

Diketahui:

v₀ = 0 (benda diam)

v = 25 cm/s = 0,25 m/s 

∆t = 5 s

R = ½ × diameter = ½ × 10 cm = 5 cm = 0,05 m

Ditanya: percepatan tangensial (a_t)

a_t = ∆v/∆t

a_t = (v – v₀)/ ∆t

a_t = (0,25 – 0)/5

a_t = 0,05 m/s

jadi percepatan tangensial benda tersebut adalah 0,05 m/s atau 5 cm/s.