Contoh Soal Gerak Melingkar Beraturan (GMB) Beserta Pemabahasannya

Tutorial materi pelajaran fisika SMA dalam kesempatan kali ini akan membahas tentang soal gerak melingkar beraturan (GMB). Soal-soal gerak melingkar dalam postingan kali ini meliputi bagaimana cara mencari Periode, Frekuensi, Kecepatan sudut dan juga kecepatan linear dari sebuah benda yang bergerak melingkar.

Jika pada tutorial sebelumnya lintasan suatu benda yang bergerak berupa garis lurus seperti pada Gerak Lurus Beraturan (GLB) dan Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB), maka Gerak Melingkar Beraturan (GMB) memiliki lintasan berupa lingkaran.

Sama halnya pada kasus Gerak Lurus yang terbagi dua kategori : Gerak Lurus Beraturan (GLB) dan Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB), Pada gerak melingkar terdapat dua kategori juga yaitu :

• Gerak Melingkar Beraturan (GMB)
• Gerak Melingkar Berubah Beraturan (GMBB)

Gerak Melingkar Beraturan (GMB) memiliki kecepatan sudut (ω) yang tetap, Sedangkan Gerak Melingkar Berubah Beraturan (GMBB) memiliki percepatan sudut yang tetap (α). Jadi sudah jelas sekarang perbedaan antara Gerak Melingkar Beraturan (GMB) dengan Gerak Melingkar Berubah Beraturan (GMBB).

Latihan Soal Gerak Melingkar Beraturan (GMB)

1. Soal GMB Pertama

---

Banyaknya wakty yang diperlukan untuk menempuh satu putaran disebut dengan......?
A. Gaya Sentripetal
B. Frekuensi
C. Kecepatan anguler
D. Periode

Pembahasan

Gaya sentripetal adalah gaya yang bekerja pada sebuah benda yang bergerak melingkar dan menyebabkan benda tersebut berbelok menuju pusat lintasan lingkaran.
Frekuensei adalah banyaknya jumlah putaran dalam selang waktu satu sekon.
Kecepatan sudut (kecepatan anguler) merupakan besarnya sudut yang ditempuh tiap satuan waktu.
Periode adalah waktu yang diperlukan untuk menempuh satu putaran

Jawab : D

2. Soal GMB Kedua

---

Yang manakah pernyataan berikut yang menyatakan fungsi dari percepatan sentripetal...
A. Berfungsi untuk mengubah arah kecepatan.
B. Berfungsi untuk menghitung banyakya putaran
C. Untuk menyatakan frekuensi
D. Untuk menghitung kecepatan sudut

Pembahasan

Percepatan sentripetal berfungsi untuk mengubah arah kecepatan.

Jawab : A

3. Soal GMB Ketiga

---

Jika sebuah mesin berputar 240 putaran per menit. Maka periode mesin tersebut adalah ...
A. 1 s
B. 0,2 s
C. 0,25 s
D. 0,13 s

Pembahasan

"t" menyatakan waktu
"n" menyatakan jumlah putaran
"T" menyatakan periode

t = per menit = 60 s
n = 180

T =

t / n

T =

60 / 240

= 0,25 s

Jawab : C

4. Soal GMB Keempat

---

Sebuah benda berputar sebanyak 7200 putaran dalam 6 menit, maka Frekuensi roda tersebut adalah ...
A. 25 Hz
B. 30 Hz
C. 20 Hz
D. 40 Hz

Pembahasan

"n" menyatakan Jumlah putaran
"t" menyatakan Waktu
"f" menyatakan Frekuensi

n = 7200 putaran t = 6 menit = 360 s

f =

n / t

f =

7200 / 360

= 20 Hz

Jawab : C

5. Soal GMB Kelima

---

Sebuah benda melakukan gerak melingkar beraturan dan memiliki periode 0,5 s dengan jari-jari 1 m. Maka kecepatan sudut tetap benda tersebut adalah ....?
A. 40π rad/s
B. 0,4π rad/s
C. 14π rad/s
D. 4π rad/s

Pembahasan

" T " menyatakan Periode
" r " menyatakan jari-jari
" ω " menyatakan kecepatan sudut

ω =

2π / T

ω =

2π / 0,5

ω = 4π rad/s

Jawab : D

6. Soal GMB Keenam

---

Sebuah roda bergerak secara melingkar sebanyak 7200 rpm. Berapakah kecepatan sudut roda tersebut ?
A. 200 π rad/s
B. 120 π rad/s
C. 300 π rad/s
D. 240 π rad/s

Pembahasan

f = 7200 rpm (rotation per minute)
f =

7200 putaran / 60 s

= 120 Hz

ω = 2πf
ω = 2π . 120
ω = 240π rad/s

Jawab : D

7. Soal GMB Ketujuh

---

Jika sebuah benda berputar 60 putaran setiap 2 menit. Maka nilai frekuensi dan kecepatan sudut benda tersebut adalah ....
A. 2 Hz dan 3,14 rad/s
B. 0,5 Hz dan 6,24 rad/ s
C. 1 Hz dan 3,14 rad/ s
D. 0,5 Hz dan 3,14 rad/s
Pembahasan

n = 60
t = 2 menit = 120 detik

f =

n / t

f =

60 / 120

= 0,5 Hz

ω = 2πf
ω = 2 . π . (0,5)
ω = π
ω = 3,14 rad/ s

Jawab : D

8. Soal GMB Kedelapan

---

Jika sebuah benda yang memiliki radius 48 cm dan melakukan gerak melingkar beraturan dengan kelajuan linear 1,2 m/s. Berapakah kecepatan sudutnya ?
A. 200 π rad/s
B. 120 π rad/s
C. 300 π rad/s
D. 240 π rad/s

Pembahasan

" V " menyatakan kelajuan linear
" r " menyatakan jari-jari
" ω " menyatakan kecepatan sudut

r = 48 cm = 0,48 m
v = 1,2 m/s

ω =

V / r

ω =

1,2 / 0,48

= 2,5 rad/s

9. Soal GMB Kesembilan

---

Sebuah benda yang melalukan gerak melingkar beraturan memiliki massa 1 kg dengan jari-jari 2 m dan kelajuan linear 3 m/s. Maka gaya sentripetal yang bekerja pada benda tersebut adalah ....
A. 12 N
B. 2 N
C. 30 N
D. 4,5 N

Pembahasan

" r " menyatakan Jari-Jari
" m " menyatakan Massa
" V " menyatakan Kelajuan linear
" F_s " menyatakan Gaya sentripetal

m = 1 kg
r = 2 m
V = 3 m/s

F_s = m

V² / r

F_s = 1 .

3² / 2

= 4,5 N

10. Soal GMB Kesepuluh

---

Roni berlari mengelilingi suatu titik yang berjarak 5 meter darinya dengan kecepatan 1 m/s selama 2 putaran. Periode gerakan Roni diukur dari titik tersebut sebesar....
A. 2π s
B. 5π s
C. 7π s
D. 10π s

Pembahasan

r = 5 m
V = 1 m/s

V =

2πr / T

1 =

2π x 5 / T

T = 10π s

Jawab : D

11. Soal GMB Kesebelas

---

Sebuah bola pingpong diikatkan pada seutas benang dan di putar dengan kecepatan tetap. Panjang benang 0,5 m dan bola melakukan 0,5 putaran dalam waktu 1 sekon. Berapakah frekuensi bolapingong ?
A. 5 Hz
B. 1 Hz
C. 0,5 Hz
D. 15 Hz

Pembahasan

r = 0,5 m
n = 0,5 putaran
t = 1 s

f =

n / t

f =

0,5 / 1

f = 0,5 Hz

Jawab : C

12. Soal GMB Keduabelas

---

Sebuah bola pingpong diikatkan pada seutas benang dan diputar dengan kecepatan tetap. Panjang benang 0,5 m dan bola melakukan 3 putaran dalam waktu 1 sekon. Carilah nilai dari :
A. Frekuensi bola pingpong
B. Periode bola pingpong
C. Kecepatan sudut bola pingpong
D. Kecepatan linear bola pingpong

Pembahasan
r = 0,5 m
n = 3 putaran
t = 1 s

A. Frekuensi bola pingpong

f =

n / t

f =

3 / 1

f = 3 Hz

Jadi Frekuensi bola pingpong = 3 Hz

B. Periode bola pingpong

T =

1 / f

T =

1 / 3

s
Jadi Periode bola pingpong adalah

1 / 3

s

C. Kecepatan sudut bola pingpong

ω = 2πf
ω = 2π x 3
ω = 6π rad/s

Jadi Kecepatan sudut bola pingpong 6π rad/s

D. Kecepatan linear bola pingpong

V = ωr
V = 6π x 0,5
V = 3π m/s

Jadi Kecepatan linear bola pingpong 3π m/s