Gaya Sentripetal

Pada gerak melingkar, kecepatan akan selalu tegak lurus dengan jari-jari lintasan. Untuk gerak lurus beraturan, jari-jari lintasan umumnya tetap. Agar dapat terus bergerak melingkar tanpa terpental, maka terdapat sebuah gaya yang mempengaruhi gerak melingar yang disebut gaya sentripetal. Gaya sentripetal mengarah ke pusat lingkaran. Sesuai dengan hukum II Newton, maka :

F = m . as = m   v²  = m ω² R
                           R

dengan :
Fs → gaya sentripetal (N)
m → massa (kg)
as → percepatan sentripetal (m/s²)
R → jari-jari lintasan (m)


Contoh aplikasi
Contoh kasus yang pada gerak melingkar yang paling umum dibahas antara lain gerak mobil pada tikungan. Pada tikungan, sebuah mobil memiliki batas kecepatan maksimum yang diperbolehkan agar tidak slip. 

1. Kecepatan maksimum pada tikungan datar kasar

v = √(μ g R)

dengan :
v → kecepatan maksimum (m/s)
μ → koefisien gesekan
R → jari-jari tikungan (m)
g → percepatan gravitasi (m/s2)

 

2. Kecepatan maksimum pada tikungan miring kasar

v = √{g R (μ + tan θ)/(1 - μ tan θ)}

dengan :
v → kecepatan maksimum (m/s)
μ → koefisien gesekan
g → percepatan gravitasi (m/s²)
R → jari-jari kelengkungan tikungan (m) θ → sudut kemiringan jalan terhadap garis lurus


3. Kecepatan maksimum pada tikungan licin

v = √(g R tan θ)

dengan :
v → kecepatan maksimum (m/s)
g → percepatan gravitasi (m/s²)
R → jari-jari kelengkungan (m)
θ → sudut kemiringan jalan terhadap garis lurus