Kalkulator Gaya Sentripetal

Rumus

Untuk benda yang bergerak dengan kecepatan tetap pada lingkaran, gaya sentripetal mengarah ke pusat dan sama dengan:

F = m · v² / r

Percepatan sentripetal adalah ungkapan yang sama tanpa massa:

a = v² / r

Dengan:

• F = gaya sentripetal, dalam newton (N).
• m = massa benda, dalam kilogram (kg).
• v = kecepatan linear (tangensial), dalam meter per detik (m/s).
• r = jari-jari lintasan melingkar, dalam meter (m).
• a = percepatan sentripetal, dalam m/s².

Perhatikan bahwa kecepatan dikuadratkan: menggandakan kecepatan membuat gaya yang diperlukan menjadi empat kali lipat. Memperkecil jari-jari menjadi setengahnya menggandakannya.

Contoh terselesaikan

Bola 2 kg diputar pada seutas tali dalam lingkaran berjari-jari 3 m dengan kecepatan 5 m/s. Pertama, cari percepatannya:

a = v² / r = (5 m/s)² / 3 m = 25 / 3 ≈ 8,33 m/s²

Lalu gaya yang harus diberikan tali:

F = m · a = 2 kg × 8,33 m/s² ≈ 16,67 N

Jika kecepatan naik menjadi 10 m/s, gaya melonjak menjadi 2 × (100 / 3) ≈ 66,67 N, empat kali lebih besar, karena v dikuadratkan.

Referensi cepat

Kesalahan umum

• Kecepatan dikuadratkan. Kenaikan kecil pada v berdampak besar pada gaya. Selalu kuadratkan kecepatan sebelum membaginya dengan jari-jari.
• Jari-jari tidak boleh nol. Pembagian dengan nol tidak terdefinisi; lintasan melingkar nyata selalu memiliki r > 0. Kalkulator mengembalikan 0 saat jari-jari dibiarkan nol.
• Sentripetal vs. sentrifugal. Gaya sentripetal adalah gaya nyata yang mengarah ke dalam dan menjaga benda tetap pada lintasannya. „Gaya sentrifugal“ ke luar yang Anda rasakan adalah efek semu karena berada dalam kerangka acuan yang berputar, bukan gaya nyata tersendiri.
• Tetap gunakan satuan SI. Massa dalam kg, kecepatan dalam m/s, dan jari-jari dalam m menghasilkan gaya langsung dalam newton. Konversikan dulu km/jam, gram, atau sentimeter.