Utama ilmu

Fisika gaya sentrifugal

Fisika gaya sentrifugal
Fisika gaya sentrifugal

Video: Gaya Sentripetal | Materi Gaya dan Hukum Gerak Newton | Fisika SMA | Pojan.id 2024, Juni

Video: Gaya Sentripetal | Materi Gaya dan Hukum Gerak Newton | Fisika SMA | Pojan.id 2024, Juni
Anonim

Gaya sentrifugal, gaya fiktif, khusus untuk partikel yang bergerak pada jalur melingkar, yang memiliki besaran dan dimensi yang sama dengan gaya yang menjaga partikel pada jalur melingkarnya (gaya sentripetal) tetapi menunjuk ke arah yang berlawanan.

mekanik: gaya sentrifugal

Menurut prinsip relativitas Galilea, jika hukum Newton benar dalam kerangka referensi apa pun, mereka juga benar dalam kerangka lainnya

Sebuah batu yang berputar di bidang horizontal di ujung tali yang diikat ke tiang di tanah terus menerus mengubah arah kecepatannya dan, karenanya, memiliki akselerasi ke arah tiang. Akselerasi ini sama dengan kuadrat kecepatannya dibagi dengan panjang string. Menurut hukum kedua Newton, akselerasi disebabkan oleh suatu gaya, yang dalam hal ini adalah tegangan dalam string. Jika batu bergerak dengan kecepatan konstan dan gravitasi diabaikan, tegangan tali yang mengarah ke dalam adalah satu-satunya kekuatan yang bekerja pada batu. Jika tali putus, batu, karena inersia, akan terus berjalan dalam garis lurus bersinggungan dengan jalur melingkar sebelumnya; itu tidak bergerak ke arah luar seperti halnya jika gaya sentrifugal itu nyata.

Meskipun itu bukan kekuatan nyata menurut hukum Newton, konsep gaya-sentrifugal adalah yang berguna. Misalnya, ketika menganalisis perilaku fluida dalam pemisah krim atau centrifuge, akan lebih mudah untuk mempelajari perilaku fluida relatif terhadap wadah yang berputar daripada relatif terhadap Bumi; dan, agar hukum Newton dapat diterapkan dalam kerangka acuan berputar, gaya inersia, atau gaya fiktif (gaya sentrifugal), sama dan berlawanan dengan gaya sentripetal, harus dimasukkan dalam persamaan gerak. Dalam kerangka acuan yang melekat pada batu yang berputar, batu itu diam; untuk mendapatkan sistem gaya yang seimbang, gaya sentrifugal yang bekerja di luar harus dimasukkan.

Gaya sentrifugal dapat ditingkatkan dengan meningkatkan kecepatan rotasi atau massa tubuh atau dengan mengurangi jari-jari, yang merupakan jarak tubuh dari pusat kurva. Menambah massa atau mengurangi jari-jari akan meningkatkan gaya sentrifugal masing-masing secara langsung atau terbalik, tetapi meningkatkan kecepatan rotasi akan meningkatkannya sesuai dengan kuadrat kecepatan; yaitu, peningkatan kecepatan 10 kali, katakanlah dari 10 hingga 100 putaran per menit, meningkatkan gaya sentrifugal dengan faktor 100. Gaya sentrifugal dinyatakan sebagai kelipatan g, simbol untuk gaya gravitasi normal (secara tegas, akselerasi karena gravitasi). Medan sentrifugal lebih dari 1.000.000.000 g telah diproduksi di laboratorium oleh perangkat yang disebut sentrifugal.