Apakah kalian pernah menggunakan sepeda? mimin rasa semuanya pasti pernah lah ya menggunakannya. Sepeda merupakan sebuah alat transportasi sederhana yang digunakan hampir oleh semua orang, mulai dari anak-anak hingga dewasa. Alat tranportasi ini sangat mudah digunakan, karena dengan kayuhan 1 putaran dapat memutar ban belakang berkali lipat tergantung pada besar kecilnya kedua gir yang digunakan. Kemudian apakah kalian pernah melihat mesin jam dinding? Siapa tau kan pernah coba-coba bongkar mesinnya ketika jam dirumah kalian rusak.
Nah, sepeda dan jam dinding tersebut adalah sebagian contoh dari penerapan hubungan roda-roda yang pada prinsipnya menggunakan konsep gerak melingkar. Pada sepeda terdapat hubungan antara gir belakang dengan ban belakang dan hubungan antara gir depan dengan gir belakang. Kemudian pada mesin jam dinding terdapat roda-roda yang geriginya saling bersinggungan. Jadi, hubungan roda-roda dapat dibagi menjadi tiga yaitu : roda-roda yang seporos atau sepusat, roda-roda yang bersinggungan, dan roda-roda yang dihubungkan dengan rantai. Sebelum lebih jauh mimin ingatkan ni, pada materi ini kalian harus sudah tahu dengan rumus di bawah ini :
Oke, sekarang kita mulai pembahasannya.
1. RODA-RODA YANG SEPOROS/SEPUSAT
Salah satu contoh roda-roda yang sepusat dalam kehidupan sehari-hari adalah roda belakang sepeda dengan gir belakang.
Sumber : http://komangsuardika.blogspot.com/2016/04/hubungan-rodaa-roda-pada-gerak.html
Gambar di atas adalah contoh ilustrasi hubungan roda-roda satu poros atau satu pusat seperti hubungan roda pada gir belakang dengan roda belakang sepeda ontel. Berdasarkan gambar tersebut dapat diinterpretasikan seperti di bawah ini
Keterangan :
A : Gir belakang sepeda
B : Roda belakang sepeda
ωA : Kecepatan sudut roda A
ωB : Kecepatan sudut roda B
Jadi anggap saja dua lingkaran di atas adalah gir dan roda sepeda. Pada saat sepeda bergerak kekanan, roda belakang berputar searah jarum jam. Begitu pula dengan gir belakang.
Setelah selang waktu tertentu, gir belakang dan roda menempuh posisi sudut yang sama. Apa artinya? Ini berarti, kecepatan sudut gir belakang dan roda belakang adalah sama. Ingat ya... kecepatan sudutnya SAMA.
Dua roda yang dihubungkan, dan poros roda sepusat memiliki kecepatan sudut yang sama. Jika roda 1 berputar satu putaran penuh, maka roda 2 pun akan berputar satu putaran penuh. Jadi berlaku:
a. Kedua roda berputar searah
b. Kecepatan sudut kedua roda sama
Sehingga di dapatlah persamaan hubungan roda-roda yang seporos atau sepusat seperti di bawah ini :
Keterangan :
ωA = kecepatan sudut roda A (rad/s)
ωB = kecepatan sudut roda B (rad/s)
VA = Kecepatan linier roda A (m/s)
VB = Kecepatan linier roda B (m/s)
RA = jari-jari roda A (m)
RB = jari-jari roda B (m)
2. RODA-RODA YANG BERSINGGUNGAN
Sumber : https://www.rolex.com/id/watches/rolex-watchmaking/movements.html
Di atas adalah gambar sebuah mesin jam. Roda-roda yang bersinggungan dapat ditemui pada mesin jam. Mesin jam menggunakan roda-roda bergigi yang bersinggungan satu sama lain. Berdasarkan gambar tersebut dapat diinterpretasikan seperti di bawah ini
Keterangan :
A : Roda A
B : Roda B
ωA : Kecepatan sudut roda A
ωB : Kecepatan sudut roda B
Jika roda pertama berputar searah jarum jam, maka roda kedua berputar berlawanan arah jarum jam. Namun, besar kecepatan linear kedua roda besarnya sama. Perhatikan gambar di bawah ini :
Sehingga di dapatlah persamaan hubungan roda-roda yang saling bersinggungan seperti di bawah ini :
Keterangan:
ωA = kecepatan sudut roda A (rad/s)
ωB = kecepatan sudut roda B (rad/s)
VA = Kecepatan linier roda A (m/s)
VB = Kecepatan linier roda B (m/s)
RA = jari-jari roda A (m)
RB = jari-jari roda B (m)
3. RODA-RODA YANG DIHUBUNGKAN DENGAN RANTAI
Sumber : http://balisoulmate.com/news/sepeda-ontel-tua-namun-mahal
Perhatikanlah gir depan dan gir belakang pada sepeda tersebut. Gir depan dengan gir belakang sepeda dihubungkan dengan sebuah rantai, ini merupakan salah satu contoh hubungan roda-roda yang dihubungkan dengan tali pada kehidupan sehari-hari.
Gambar sketsa gir belakang dan gir depan pada sepeda sebagai berikut:
Keterangan :
A : Gir belakang sepeda
B : Gir depan sepeda
vA : Kecepatan linier gir belakang sepeda
vB : Kecepatan linier gir depan sepeda
RA : Jari-jari gir belakang sepeda
RB : Jari-jari gir depan sepeda
ωA : Kecepatan sudut gir belakang sepeda
ωB : Kecepatan sudut gir depan sepeda
Berdasarkan gambar di atas dapat kita lihat bahwa arah kecepatan linier selalu menyinggung lingkaran. Rantai yang digunakan untuk menghubungkan gir belakang dan gir depan, dipasang pada sebelah luar setiap gir. Pada saat bergerak, kecepatan rantai menyinggung bagian luar gir. Sehingga dapat disimpulkan bahwa arah dan besar kecepatan linier (tangensial) pada dua roda yang dihubungkan dengan rantai adalah sama. Sehingga pada roda-roda yang dihubungkan dengan rantai berlaku persamaan sebagai berikut :
Keterangan:
ωA = kecepatan sudut roda A (rad/s)
ωB = kecepatan sudut roda B (rad/s)
VA = Kecepatan linier roda A (m/s)
VB = Kecepatan linier roda B (m/s)
RA = jari-jari roda A (m)
RB = jari-jari roda B (m)
Pada roda-roda yang dihubungkan dengan rantai memiliki rumus yang sama dengan roda-roda yang saling bersinggungan. Kenapa demikian? Karena sejatinya pada roda-roda yang dihubungkan dengan rantai juga saling bersinggungan. Hanya saja tidak bersinggungan secara lansung melainkan melalui sebuah media penghubung yaitu rantai tersebut. Hal ini lah yang menyebabkan banyak buku memisahkan pembahasannya.
Siip daah...
Gimana ? mudah kan ?
Yang terpenting adalah kalian mengerti konsep dari masing-masing keadaan atau kasus di atas.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar