Gerak Melingkar Beraturan (GMB)

Gerak Melingkar Beraturan (GMB)

Dalam kehidupan sehari-hari, kita sering menemui benda-benda yang bergerak melingkar beraturan. Salah satu contoh benda yang bergerak melingkar beraturan adalah jarum detik, jarum menit dan jarum jam pada jam analog. Jarum detik selalu menempuh sudut 360^o selama 60 sekon (satu menit) atau menempuh sudut 6^o selama satu sekon. Jarum menit selalu menempuh sudut 360^o selama 60 menit (satu jam) atau menempuh sudut 6^o selama satu menit. Jarum jam juga selalu menempuh sudut 360^o selama 24 jam (satu hari). Jika suatu benda bergerak melingkar secara teratur seperti jarum detik, jarum menit atau jarum jam, maka benda-benda tersebut dikatakan melakukan Gerak Melingkar Beraturan.

Lalu apa sebenarnya pengertian dari Gerak Melingkar Beraturan??

         Gerak melingkar beraturan atau uniform circular motion adalah gerak objek pada lintasan lingkaran dengan kelajuan tetap atau percepatan nol, jadi gerak ini memutar terhadap suatu poros, dan tidak memiliki percepatan, dimana kecepatannya selalu berubah arah.

 Apa saja besaran yang terdapat dalam gerak melingkar beraturan?

Misalnya kita memutar benda bermassa tertentu pada seutas tali, maka terdapat beberapa besaran yang dapat kita analisis. Besaran-besaran pada gerak melingkar mirip dengan gerak lurus, karena keduanya memiliki filosofi yang sama. Berikut ini adalah perbandingannya:

PERBANDINGAN BESARAN LINIER DAN ROTASIONAL
Besaran linier/translasional	Besaran angular/rotasional
Perpindahan, posisi: x(m)	Perpindahan angular, sudut: θ (rad)
Kecepatan: v(m/s)	Kecepatan angular / kecepatan sudut: ω(rad/s)
Percepatan: a(m/s2 )	Percepatan angular / percepatan sudut: α (rad/s2)

Ingat:

θ adalah besar sudut lintasan melingkar yang ditempuh.

ω adalah kecepatan sudut dengan arah melingkar.

α adalah percepatan sudut dengan arah melingkar.

Selain jarum jam, apa saja contoh dari GMB (Gerak Melingkar Beraturan) ?

         Selain perputaran jarum jam pada porosnya, ada baling baling pada alat pemotong rumput, generator, mesin giling, kipas angin, baling helikopter, satelit komunikasi, elektron mengelilingi atom, blender, dan lain sebagainya yang merupakan contoh dari GMB (Gerak Melingkar Beraturan).

       Namun ada satu hal yang lebih besar dalam hal penerapannya selain dari hal-hal yang telah disebutkan, yaitu penerapan GMB pada Gerak Rotasi Bumi.

Gerak Rotasi

       Gerak rotasi bumi menyebabkan adanya waktu siang dan malam hari di Bumi. Siang hari adalah waktu bagi sebagian permukaan bumi yang terkena cahaya matahari oleh karena sedang berposisi menghadap matahari. Sedangkan malam hari adalah waktu bagi sebagian permukaan bumi yang tidak terkena cahaya matahari oleh karena berposisi membelakangi matahari.

        Waktu yang diperlukan bumi untuk melakukan satu kali gerak rotasi adalah 24 jam. Ini berarti bahwa permukaan bumi bergerak dengan kecepatan sekitar 0,5 km/detik.

        Karena gerak rotasi adalah gerak yang mengelilingi sumbu yang melalui kutub utara dan kutub selatan bumi, maka di kedua titik kutub kecepatan putar bumi adalah nol. Dapat dikatakan bahwa kecepatan gerak rotasi terbesar bumi terjadi di katulistiwa, dan kecepatan tersebut semakin berkurang dengan semakin dekatnya posisi suatu tempat dengan kutub, dan akhirnya berharga nol di kedua titik kutub, seperti yang terlihat pada “globe bola dunia” yang digunakan dalam pelajaran ilmu bumi/geografi. Kecepatan putaran ini diukur oleh banyaknya putaran per satuan waktu. Misalnya bumi kita berputar 1 putaran per 24 jam. Untuk rotasi mesinyang berputar lebih cepat dari rotasi bumi, kita pakai satuan rotasi per menit (rpm). Jadi, dapat disimpulkan dalam gerak rotasi bumi terdapat :

- Poros - Kecepatan perputaran - Arah perputaran

- dan percepatan yang konstan (tidak memiliki percepatan)

Syarat - syarat tersebut sudah memenuhi persyaratan suatu benda mengalami GMB.

Lalu apakah gerak revolusi bumi juga merupakan GMB (gerak melingkar beraturan)?

      Tidak, pada dasarnya gerak revolusi bumi adalah gerakan bumi mengelilingi matahari, melalui lintasan yang disebut orbit. Karena jarak bumi ke matahari jauh lebih besar dari ukuran garis tengah bumi, maka gerak revolusi bumi berlangsung jauh lebih lama dari gerak rotasi bumi, karena memiliki orbit yang jauh lebih panjang daripada keliling bumi.

         Gerak revolusi bumi menyebabkan adanya perbedaan musim di permukaan bumi. Waktu yang diperlukan untuk satu putaran revolusi adalah 1 tahun. Dengan jarak rata-rata bumi ke matahari yang bernilai sekitar 15 juta km, berarti bahwa bumi bergerak revolusi dengan kecepatan sekitar 30 km/detik.

         Mengapa gerak ini tidak dapat dikatakan gerak melingkar beraturan? karena dalam kenyataan, orbit bumi tidak berupa suatu lingkaran (yang memiliki jari-jari tetap), tetapi lebih berupa bangun antara lingkaran dan elips. Ini berarti bahwa jarak bumi ke matahari tidak selalu sama dari waktu ke waktu. Ada waktu ketika bumi relatif dekat ke matahari, dan ada pula waktu ketika bumi relatif jauh dari matahari. Jarak terjauh Bumi dari matahari disebut jarak aphelion, sedang jarak terdekatnya disebut jarak perihelion. Jarak aphelion adalah sekitar 152.600.000 km, sedang jarak perihelion adalaha sekitar 147.100.000 km. Oleh karena jarak yang selalu berubah , dan bentuk yang tidak sempurna lingkaran, maka gerak inipun kurang tepat jika dikatakan gerak melingkar beraturan.

      Jadi kesimpulannya adalah bahwa gerak melingkar beraturan ada dimana-mana, bahkan merupakan salah satu aspek penting dalam kehidupan melalui gerak rotasi bumi, dan dengan mempelajari GMB (Gerak Melingkar Beraturan), manusia bisa mengembangkan ilmu pengetahuannya,  seperti terciptanya kipas angin , helikopter , dan lain lain.