Sebuah benda bermassa 2 kg digantung dengan seutas tali yang panjangnya 1 meter. Benda bergerak dalam lintasan melingkar pada bidang vertikal seperti pada gambar di bawah ini.
Tentukan kecepatan minimal benda di titik terendahnya agar benda dapat bergerak dalam lingkaran yang penuh!
#Pembahasan
Kondisi benda saat berada pada titik tertinggi lintasan (II) seperti gambar di bawah ini. Pada saat itu, tegangan tali dapat diambil nilai 0 atau T = 0. Gaya lain yang bekerja adalah gaya berat w = mg. Kedua gaya berarah ke pusat lingkaran.
Dari hukum newton pada gerak melingkar ini diperoleh kecepatan saat berada di titik II atau v2:
ΣF = mv2/R
Untuk menentukan kecepatan saat titik I (v1) gunakan hukum kekekalan energi mekanik pada titik I dan II:
Sehingga kecepatan benda minimal di titik terendahnya agar benda dapat bergerak melingkar penuh adalah 5√2 m/s
Latihan
Sebuah benda dengan massa 200 gram bergerak sepanjang bagian dalam sebuah talang dengan lintasan A-B-C-D-E. Anggap permukaan talang licin dan jari-jari talang adalah 45 cm.
Tentukan kecepatan minimal benda di titik B agar benda dapat bergerak melingkar melewati titik D!
Petunjuk:
-Gaya yang bekerja pada benda di titik D ada gaya normal (N) dan gaya berat (w), kedua gaya itu arahnya ke bawah.
-Ambil nilai N = 0 untuk benda saat di titik D.