Hubungan Roda-Roda Dalam Fisika
Roda merupakan instrumen pengubah gerak melingkar ke gerak lurus atau sebaliknya. Faktanya mobil itu bisa bergerak lurus karena ada gerak melingkar yang bekerja pada roda. Roda-roda tersebut tidak berdiri sendiri, tetapi mungkin saja mereka berhubungan seperti roda gigi kayuh sepeda dengan gigi yang menyatukan roda belakang sepeda, ban kendaraan dengan peleknya, dan juga gigi-gigi roda yang membantu jam kuno untuk bergerak.
Pada roda sepeda dapat diketahui hubungan roda-roda adalah antara 1 roda dengan roda yang lain. Dalam menganalisis hubungan roda-roda, terdapat kecepatan sudut, jari-iari dan kecepatan linier. Sehingga, hubungan roda-roda dapat dibagi menjadi 3 macam, yaitu : hubungan roda-roda seporos, hubungan roda-roda bersinggungan dan hubungan roda-roda yang dihubungkan dengan sebuah tali atau rantai.
HUBUNGAN RODA-RODA SEPOROS
Jika ada dua roda yang memiliki ukuran yang berbeda dan berada pada satu poros seperti gambar diatas. Akibatnya kedua roda mempunyai kecepatan sudut yang sama dengan arah yang sama. Karena panjang jari-jari kedua roda berbeda, ada yang kecil dan ada yang besar sehingga kecepatan liniernya berbeda. Semakin besar ukuran jari-jari roda maka akan semakin besar kecepatan liniernya sama. Namun, dalam setelah selang waktu tertentu, kedua roda menempuh posisi sudut yang sama. Artinya, kecepatan sudut kedua roda adalah sama besar. Jadi, roda-roda yang seporos berlaku persamaan sebagai berikut :
Keterangan :
= kecepatan sudut (rad/s)
v = kecepatan linier (m/s
R = jari-jari (m)
HUBUNGAN RODA-RODA BERSINGGUNGAN
Hubungan roda-roda yang bersinggungan dapat dijumpai pada mesin jam analog. Jika roda yang besar berputar searah jarum jam, maka roda yang lebih kecil akan berputar berlawanan arah jarum jam sehingga dapat dikatakan arah kecepatan sudut pada kedua roda yang saling bersinggungan adalah berlawanana. Tetapi, pada titik persinggungan, besar kecepatan linier kedua roda adalah sama. Sedangkan kecepatan angulernya akan berbeda, bergantung pada jari-jari masing-masing roda atau jumlah gir yang dimilikinya. Sehingga, pada dua roda yang saling bersinggungan berlaku persamaan sebagai berikut:
Keterangan :
= kecepatan sudut (rad/s)
v = kecepatan linier (m/s)
R = jari-jari (m)
HUBUNGAN RODA-RODA YANG DIHUBUNGKAN DENGAN TALI
Ketika dua roda dihbungkan dengan sebuah tali atau rantai, maka kedua rosa tersebut akan memiliki kecepatan linier yang sama besar (sama dengan kecepatan gerak rantai). Tidak hanya besar kecepatan liniernya yang sama tapi juga arah dari gerakan roda. Dalam hubungan roda ini yang berbeda adalah kecepatan sudutnya. Jadi, berlaku persamaan sebagai berikut :
Keterangan :
= kecepatan sudut (rad/s)
v = kecepatan linier (m/s)
R = jari-jari (m)
Kenapa rumus hubungan roda-roda yang bersinggungan sama dengan rumus hubungan roda-roda yang dihubungkan dengan rantai? Sebenarnya, hubungan roda yang dihubungkan dengan rantai itu termasuk hubungan roda yang bersinggungan yang membedakan hanya kontak langsung atau tidak langsung antara roda pertama dengan roda kedua.
Jika hubungan roda-roda yang bersinggungan terjadi kontak langsung antara dua roda maka pada hubungan roda-roda yang dihubungkan dengan tali terjadi kontak tidak langsung antara dua roda karena dipisahkan oleh rantai atau tali penghubung, sehingga untuk mempermudah dalam memahami konsep, kedua jenis hubungan roda tersebut dipisahkan.
GIGI RODA
Jika dua roda yang bersinggungan memiliki jumlah gerigi (gigi) sebanyak nA dan nB, maka berlaku persamaan sebagai berikut:
Keterngan :
nA = jumlah gigi roda A
nB = jumlah gigi roda B
Persamaan diatas memberi arti bahwa kecepatan sudut yang dimiliki roda-roda yang bersinggungan berbanding terbalik dengan jumlah gigi yang dimilikinya. Roda dengan jumlah gigi yang lebih banyak akan berputar lebih lambat daripada roda dengan jumlah gigi sedikit.
Belum Ada Komentar