Analisis Gerakan Sepeda yang Berhenti
Sepeda adalah salah satu alat transportasi yang paling umum digunakan di seluruh dunia. Gerakan sepeda dapat dianalisis dengan menggunakan konsep fisika, seperti kecepatan sudut roda, jumlah total putaran, percepatan sudut roda, dan waktu yang diperlukan untuk berhenti. Dalam artikel ini, kita akan menganalisis gerakan sepeda yang melambat beraturan dan berhenti dalam jarak tertentu. Pertama-tama, mari kita lihat kecepatan sudut roda pada saat sepeda mulai melambat. Dalam kasus ini, sepeda melambat dari kecepatan awal \(y_0 = 8,40 \mathrm{~m/s}\) sampai berhenti dalam jarak \(115 \mathrm{~m}\). Untuk menghitung kecepatan sudut roda pada saat awal, kita perlu mengetahui diameter roda sepeda. Dalam kasus ini, diameter roda sepeda adalah \(68,0 \mathrm{~cm}\) atau \(0,68 \mathrm{~m}\). Kecepatan sudut roda dapat dihitung dengan menggunakan rumus \(v = \omega r\), di mana \(v\) adalah kecepatan linier, \(\omega\) adalah kecepatan sudut, dan \(r\) adalah jari-jari roda. Dalam kasus ini, kita ingin mencari \(\omega\), jadi kita dapat mengubah rumus menjadi \(\omega = \frac{v}{r}\). Dengan menggantikan nilai \(v\) dengan \(y_0\) dan \(r\) dengan setengah dari diameter roda, kita dapat menghitung kecepatan sudut roda pada saat awal: \(\omega = \frac{y_0}{\frac{1}{2} \times 0,68} = \frac{8,40}{0,34} = 24,71 \mathrm{~rad/s}\) Selanjutnya, kita akan menghitung jumlah total putaran setiap roda sampai berhenti. Jumlah total putaran dapat dihitung dengan menggunakan rumus \(N = \frac{S}{2\pi r}\), di mana \(N\) adalah jumlah total putaran, \(S\) adalah jarak yang ditempuh, dan \(r\) adalah jari-jari roda. Dalam kasus ini, kita ingin mencari \(N\), jadi kita dapat mengubah rumus menjadi \(N = \frac{S}{2\pi \times \frac{1}{2} \times 0,68}\). Dengan menggantikan nilai \(S\) dengan \(115 \mathrm{~m}\) dan \(r\) dengan setengah dari diameter roda, kita dapat menghitung jumlah total putaran setiap roda sampai berhenti: \(N = \frac{115}{2\pi \times 0,34} = 53,96 \mathrm{~putaran}\) Selanjutnya, kita akan menghitung percepatan sudut roda. Percepatan sudut dapat dihitung dengan menggunakan rumus \(a = \frac{\Delta \omega}{\Delta t}\), di mana \(a\) adalah percepatan sudut, \(\Delta \omega\) adalah perubahan kecepatan sudut, dan \(\Delta t\) adalah perubahan waktu. Dalam kasus ini, sepeda melambat beraturan, jadi perubahan kecepatan sudut adalah negatif dari kecepatan sudut awal (\(\omega\)). Dengan menggantikan nilai \(\Delta \omega\) dengan \(-\omega\) dan \(\Delta t\) dengan waktu yang diperlukan untuk berhenti, kita dapat menghitung percepatan sudut roda: \(a = \frac{-\omega}{t}\) Terakhir, kita akan menghitung waktu yang diperlukan sampai sepeda berhenti. Waktu yang diperlukan dapat dihitung dengan menggunakan rumus \(t = \frac{S}{v}\), di mana \(t\) adalah waktu yang diperlukan, \(S\) adalah jarak yang ditempuh, dan \(v\) adalah kecepatan linier. Dalam kasus ini, kita ingin mencari \(t\), jadi kita dapat mengubah rumus menjadi \(t = \frac{S}{y_0}\). Dengan menggantikan nilai \(S\) dengan \(115 \mathrm{~m}\) dan \(y_0\) dengan kecepatan awal, kita dapat menghitung waktu yang diperlukan sampai sepeda berhenti: \(t = \frac{115}{8,40} = 13,69 \mathrm{~s}\) Dengan demikian, kita telah menganalisis gerakan sepeda yang melambat beraturan dan berhenti dalam jarak tertentu. Kita telah menghitung kecepatan sudut roda pada saat awal, jumlah total putaran setiap roda sampai berhenti, percepatan sudut roda, dan waktu yang diperlukan sampai berhenti. Semua hasil ini didasarkan pada konsep fisika yang dapat diterapkan dalam kehidupan sehari-hari.