GERAK MELINGKAR BERATURAN (GLB) KELAS X

E-Modul Berbasis Flipbook 3D dengan Tema
Gerak Melingkar Beraturan Untuk Kelas X SMA / MA

Penulis Dosen Pembimbing
Silmi Habibah
Refan Holison Hasugian Indica Yona Okyranida M. Pd
Tika Sartika
Rizky Yani Maulidina Desain Isi
Desain Cover
Silmi Habibah Tika Sartika
Refan Holison Hasugian
Editor
Tika Sartika
Rizky Yani Maulidina

Referensi Vidio
Tika Sartika
Silmi Habibah

PROGRAM PENDDIKAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS INDRAPRASTA PGRI
JAKARTA
2022

Kata pengantar

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tugan Yang Maha Esa atas
karunia dan hidayah-nya, sehingga penyusunan E-Modul Gerak Melingkar ini
dapat terselesaika. Pada kesempatan ini tidak lupa pula penulis mengucapkan
terimakasih kepada Ibu Indica Yona Okyranida M. Pd selaku dosen pengapu
mata kuliah Seminar Fisika. Media Pembelajara Fisika yang telah
memberikan bimbingan sehingga E-Modul ini dapat terselesaikan.

Modul ini dilengkapi dengan materi beserta vidio penjelasannya,
contoh soal, dan evaluasi yang sesuai dengan pembahasan sehingga
memungkinkan siswa untuk kreatif dan terpacu dalam proses pembelajaran
Fisika. Modul Gerak Melingkar merupakan salah satu modul pembelajaran
Fisika di SMA.

Dengan ini penulis menyadari bahwa penyajian materi modul ini
masih jauh dari sempurna, baik dalam tampilan atau isi materi. Oleh karena
itu, penulis mengharapkan adanya kritik dan saran yang bersifat membangun
dari berbagai pihak demi kesempurnaan modul ini. Penulis berharap modul ini
dapat memberikan informasi kepada pembaca terkait mata pelajara Gerak
Melingkar. Atas perhatiannya penulis mengucapkan terimakasih.

Jakarta, Desember 2021

Penyusun

iv

Daftar isi

Kata pengantar....................................................................................................................... iv
Daftar isi .................................................................................................................................. v
Daftar Gambar....................................................................................................................... vi
Daftar tabel............................................................................................................................ vii
A, KOMPETENSI INTI......................................................................................................... 1
B. KOMPETENSI DASAR DAN INDIKAROR PENCAPAIAN ...................................... 2
C. TUJUAN PEMBELAJARAN ........................................................................................... 3
PETA KONSEP ..……………………………………………………………………4
PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL ............................................................................... 5
PENGANTAR MODUL ......................................................................................................... 6
MATERI .................................................................................................................................. 7

A. Besaran-Besaran Yang Ada Pada Gerak Melingkar Beraturan ......................... 8
B. Perbesaran Dan Gaya Sentripetal..................................................................... 12
C. Evaluasi............................................................................................................ 15
DAFTAR PUSTAKA............................................................................................................ 17
GLOSARIUM ....................................................................................................................... 18
RIWAYAT PENULIS .......................................................................................................... 20

v

Daftar Gambar

Gambar 1 gerak melingkar........................................................................................................ 8
Gambar 2 sudut busur lingkaran ............................................................................................. 11
Gambar 3 Vektor Kecepatan Gerak Melingkar Beraturan...................................................... 12

vi

Daftar tabel

Tabel 1Persamaan hubungan antara tiap besaran dalam GMB................................................. 8

vii

A, KOMPETENSI INTI

Kompetensi inti
KI 1 : Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya.
KI 2 : Mengembangkan perilaku jujur, disiplin, tanggung jawab, peduli, santun

ramah lingkungan, gotong royong, kerjasama, cinta damai, responsif
dan proaktif dan menunjukkan sikap sebagai bagian dari solusi atas
berbagai permasalahan bangsa dalam berinteraksi secara efektif
dengan lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkan diri
sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia.
KI 3 : Memahami, menerapkan, menganalisis dan mengevaluasi pegetahuan
faktual, konseptual, prosedural, dalam ilmu pengetahuan, teknologi, seni,
budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan,
kenegaraan, dan peradaban terkait fenomena dan kejadian, serta
menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang spesifik
sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah.
KI 4 : Mencoba, mengolahm dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah
abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah
secara mandiri, dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah
keilmuan.

1

B. KOMPETENSI DASAR DAN INDIKAROR PENCAPAIAN

Kompetensi Dasar Indikator Pencapaian

3. 5 Menganalisis besaran fisis pada a. Menjelaskan pengertian gerak
gerak melingkar dengan laju konstan melingkar. Mendeskripsikan besaran-
dan penerapannya dalam teknologi. besaran fisis yang terdapat dalam
gerak melingkar.
4. 5 Menyajikan ide/gagasan terkait
gerak melingkar (misalnya pada b. Menganalisis karakteristik gerak
hubungan roda-roda). melingkar beraturan.

c. Menganalisis karakteristik gerak
melingkar berubah beraturan.

d. Menghubungakan besaran fisis pada
gerak melingkar dan gerak lurus.

e. Menjelaskan penerapan gerak
melingkar dalam teknologi.

f. Menerapkan persamaan hubungan
besaran-besaran fisika yang ada
dalam gerak melingkar beraturan
pada permasalahan teknologi.

g. Menerapkan persamaan hubungan
besaran-besaran fisika yang ada
dalam gerak melingkar berubah
beraturan pada permasalahan
teknologi.

h. Menerapkan hubungan persamaan-
persamaan yang ada dalam gerak
lurus dengan gerak melingkar.

i. Membuat inovasi, baik berupa produk
atau berupa ide/gagasan,
berdasarkan konsep penerapan
gerak melingkar dalam teknologi.

2

C. TUJUAN PEMBELAJARAN

Tujuan Pembelajaran
a. Dapat menyebutkan minimal lima besaran-besaran pada gerak melingkar

(frekuensi, periode, sudut tempuh, kecepatan linier, kecepatan sudut, dan
percepatan sentripetal).
b. Dapat mendefinisikan besaran frekuensi, frekuensi sudut, periode, dan sudut
tempuh yang terdapat pada gerak melingkar dengan laju konstan
c. Dapat mendefenisikan besaran percepatan sentripetal.
d. Dapat menghitung besar kecepatan sudut, kecepatan linier, posisi sudut pada
gerak melingkar dengan laju konstan.
e. Dapat menganalisis besaran yang berhubungan antara gerak linier dan gerak
melingkar pada gerak melingkar dengan laju konstan

3

Peta Konsep

4

PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL

Modul ini disusun secara berurutan sesuai dengan urutan materi
yang terlebih dahulu perlu dikuasai. Untuk itu, mempelajari modul ini
sebaiknya.

1. Baca pengantar modul untuk mengetahui materi modul secara
utuh.

2. Membaca tujuan yang diharapkan setelah membaca atau
mempelajari modul.

3. Mempelajari modul secara berurutan agar memperoleh
pemahaman yang utuh.

4. Lakukan semua penugasan yang ada pada modul untuk
mendapatkan pemahamanmengenai materi modul dengan baik.

5. Lakukan penilaian pemahaman dengan mengisi soal-soal latihan
yang disediakan di akhir modul.

6. Anda dapat melanjutkan ke modul selanjutnya bila hasil penilaian
pemahaman memiliki skor 70 atau lebih.

7. Bila ada kesulitan untuk memahami materi modul, Anda dapat
meminta bantuan teman, tutor, atau orang yang Anda anggap dapat
memberikan penjelasan lebih baik daripada modul kepada Anda.

8. Selamat membaca dan mempelajari modulini.

5

PENGANTAR MODUL

Modul ini disusun bagi peserta didik pendidikan kesetaraan. Modul ini
berisi tentang, Besaran-besaran yang ada pada gerak melingkar beraturan,
Perbesaran dan gaya Sentripetal. Materi yang disajikan dapat dirasakan dalam
kehidupan sehari-hari peserta didik.

6

MATERI

YUK KENALI TERLEBIH DAHULU, APA ITU GERAK MELINGKAR ???

Taukah kalian gerak melingkar itu seperti gerak jarum jam loh.
Kenapa seperti gerak jarum jam ? karna pada saat jarum jam bergerak,
maka ujung jarum jam tersebut membentuk lintasan berbentuk lingkaran.
Atau misalnya pada benda lain yang dikat dengan tali pada suatu titik,
apabila benda tersebut digerakan maka akan membentuk lintasan gerak
berupa lingkaran. Dengan penejalasan diatas sudah paham dong apa itu
gerak melingkar.

Jadi, gerak melingkar atau disebut juga gerak sirkuler adalah
pergerakan suatu benda yang membentuk lintasan berupa lingkaran
dengan satu sumbu atau titik tetap di tengahnya. Coba bayangkan, kira-
kira ada faktor apa aja yang membuat suatu benda mengalami gerak
melingkar. Suatu gerakan bisa berputar, karena ada gaya yang bisa
membelokkannya menuju pusat atau sumbu lintasan lingkaran tersebut,
gaya ini disebut dengan gaya sentripetal (Fs).

Gerak melingkar beraturan adalah gerak yang lintasannya berupa
lingkaran dan tiap satuan waktu menempuh busur lingkaran yang sama
panjang. Oleh karena itu, panjang lintasan yang ditempuh tiap satuan
waktu disebut kelajuan, maka gerak melingkar beraturan dapat juga
diartikan gerak yang lintasannya berupa lingkaran dan kelajuannya tetap.

7

Gambar 1 gerak melingkar

A. Besaran-Besaran Yang Ada Pada Gerak Melingkar Beraturan

Tabel 1Persamaan hubungan antara tiap besaran dalam GMB

1. Periode
Pada gerak melingkar, untuk melakukan satu putaran diperlukan waktu yang disebut
waktu putar atau periode, Jadi periode gerak melingkar adalah waktu yang
diperlukan untuk satu putaran sempurna. Jika dalam waktu t sekon, benda berputar
sebanyak n putaran, maka periode dapat dirumuskan:
,
dengan T = periode (sekon)
8

n = Jumlah putaran per sekon
t =selang waktu untuk menghasilkan n putaran (sekon)
2. Frekuensi
Frekuensi gerak melingkar adalah banyaknya putaran yang terjadi selama satu satuan
waktu.
Frekuensi dirumuskan:

Dengan f = frekuensi (hertz)
T= periode (sekon)

3. Laju Linear
Misalkan sebuah benda melakukan gerak melingkar dengan laju tetap sepanjang

busur lingkaran yang berjari-jari r. vektor kecepatan pada setiap kedudukannya
merupakan garis singgung pada busur lingkaran lintasannya. Pada kedudukan P
kecepatannya ⃗ dengan arah singgung di titik P. Pada kedudukan Q, kecepatan ⃗ ,
dengan arah garis singgung di titik Q. Demikian juga pada kedudukan M maupun N,
vektor-vektor kecepatannya merupakan garis singgung pada busur lingkaran
lintasannya.

Meskipun vektor kecepatannya berubah-ubah, namun lajunya tetap. Gerak
melingkar beraturan dengan kelajuan tetap mengandung pengertian bahwa setiap
selang waktu yang sama benda menempuh jarak yang sama. Pada benda yang
bergerak melingkar lintasannya berupa lingkaran, maka jarak tempuh benda adalah
busur lingkaran. Jika dalam selang waktu t benda menempuh busur lingkaran s
dengan kelajuan tetap maka laju benda v disebut laju linear dirumuskan:

Dengan v: laju linear (m/s)
s: panjang busur lingkaran/lintasan (m)
t: waktu tempuh (s)

Panjang busur lingkaran yang ditempuh oleh benda untuk satu putaran
penuh atau satu periode (T), merupakan keliling dari lingkaran tersebut.

9

Karena keliling lingkaran yang berjari-jari r adalah 2 maka laju linear
benda adalah:

dengan maka persamaan di atas dapat ditulis sebagai

dengan )

Dengan v = kecepatan linear (
= frekuensi (Hz)
= periode (s)
= 3,14

4. Kecepatan Anguler
Dalam gerak melingkar beraturan besar busur yang dilewati benda setiap satuan

waktu adalah sama, demikian juga besar sudut pusat di hadapan bujur yang dilewati
oleh benda tersebut. Besar sudut di hadapan busur ( ) yang dilewati benda tiap
satuan waktu disebut kecepatan anguler (kecepatan sudut), dilambangkan ̅ satuan
rad/s. Berdasarkan pernyataan tersebut kecepatan sudut dapat dirumuskan sebagai :

,

Dengan : = besarnya sudut (rad) atau
= besarnya kecepatan sudut (rad/s)

t = waktu putaran (s)
dalam waktu satu periode ( benda menempuh sudut sebesar

, dengan demikian rumus diatas dapat diubah menjadi :

,

Dalam hal ini satuan sudut ada dua:
a. Derajat ( yaitu besar sudut pusat yang mempunyai panjang busur
lingkaran
b. Radian (rad), yaitu besar sudut pusat yang mempunyai panjang busur
sama dengan jari-jarinya.

10

Gambar 2 sudut busur lingkaran

= 1 radian
Gambar 2 Sudut dihadapan busur lingkaran sebesar 1 Radian

c. Untuk panjang busur lingkaran R maka besar sudut putaran di hadapan
busur adalah 1 rad.

d. Untuk panjang busur lingkaran 2R maka besar sudut putaran di hadapan
busur adalah 2 rad.

e. Untuk panjang busur lingkaran 2πR maka besar sudut putaran di hadapan
busur adalah 2π rad

Dari gambar 2 dan pernyataan di atas tampak bahwa sudut pusat di
hadapan busur 2πR adalah 360 (satu lingkaran penuh)

2π rad = 360 maka

1 rad = ( )

=( )

= 57
1 rad = 57
Hubungan antara laju linier dengan kelajuan anguler : dari rumus laju

linear v = dan rumus besarnya kecepatan anguler , maka v =

Dengan : v = laju linear (
= besarnya kecepatan sudut (

r = jari-jari (m)

11

5. Fase
Besar sudut fase suatu benda yang bergerak melingkar beraturan setelah t

sekon dapat dinyatakan:

()
di mana = sudut fase

t = waktu tempuh setelah t sekon (s)
T = waktu 1 periode (s)
Dengan disebut fase. Jadi fase

B. Perbesaran Dan Gaya Sentripetal
a. Percepatan Sentripetal
Percepatan sentripetal adalah percepatan yang timbul pada benda yang
bergerak melingkar beraturan, besarnya tetap dan arahnya selalu menuju ke pusat
lingkaran. Percepatan sentripetal mengubah arah kecepatan, tetapi tidak
mengubah besar kecapatan benda. Untuk mencari besarnya percepatan sentripetal
maka perhatikan gambar 3 :

.

Gambar 3 Vektor Kecepatan Gerak Melingkar Beraturan

Pada gerak melingkar beraturan, laju benda tetap dan arah gerak benda
selalu berubah. Oleh karena itu, kecepatan linier benda tidak sama, karena ada
perubahan arah kecepatan, dengan demikian bendapun mengalami percepatan.

12

Dalam gerak melingkar beraturan benda selalu memperoleh percepatan yang

arahnya menuju ke pusat lintasan.

Misal pada saat benda di P dengan kecepatan benda P dengan

kecepatan dan pada waktu benda berada di Q dengan kecepatan , jika vektor

kecepatan kita pindah ke titik P ( titik tangkap 2 vektor dan dijadikan

satu) dan vektor arahnya kita balik menjadi akan kita dapatkan

penjumlahan vektor kecepatan - pada selang waktu ∆t di mana

. benda berpindah dari P ke Q
menempuh jarak ∆S. Dengan memperhatikan kelajuannya (v) saja terlihat
bahwa ∆OPQ sebangun ∆RST. Oleh karena itu, ada kesebandingan antara sisi-sisi

segitiga tersebut yaitu:

atau jika a= maka

Sehingga atau a , mengingat v= maka saat selang waktu

mendekati nol persamaan percepatannya menjadi a= atau a= .

Untuk benda yang bergerak melingkar beraturan besarnya percepatannya
disimbolkan . Sehingga perumusannya menjadi:

untuk v = maka perumusannya menjadi

untuk maka perumusannya menjadi

untuk maka perumusannya menjadi

Dari gambar 3 dapat juga dilihat bahwa arah percepatan sentripetal
menuju ke pusat.

13

b. Gaya Sentripetal
Gaya sentripetal adalah gaya yang bekerja pada benda yang bergerak

melingkar beraturan yang arahnya menuju ke pusat lingkaran dan berfungsi
untuk menarik benda agar geraknya menjadi melingkar. Pada gerak melingkar
beraturan, besar gaya sentripetal berbading langsung dengan kuadrat besarnya
kecepatan sudutnya. Secara umum sesuai hukum Newton ke II tentang gerak
ditetapkan bahwa:

F = m.a sehingga untuk gaya sentripetal karena

Maka : maka
karena v =

Berikut adalah vidio mengenai materi gerak melingkar beraturan agar dapat lebih
mudah dimengerti lagi

14

evaluasi

A. PILIHAN GANDA
Klik gambar dibahawah ini untuk menampilkan dan mengerjakan soal

pilihan ganda

ESSAI

1. Diketahui suatu benda bergerak dengan kecepatan sudut putaran 120 putaran
setiap menit dan jari-jari 10 cm. Tentukan kecepatan linearnya!

2. Sebuah roda dengan jari-jari 10 cm berputar dengan membuat 240 putaran per
menit. Hitunglah kecepatan tangensial, kecepatan sudut, dan perpindahan sudut
roda selama selang waktu 1 menit!

3. Baling-baling helikopter berputar dengan frekuensi 600 rpm. Jari-jari baling-
baling tersebut adalah 2 meter, Hitung:
 Frekuensi putaran baling baling dalam Hz.
 Kecepatan sudut baling-baling
 Kecepatan sebuah titik di tepi baling-baling

4. Sebuah benda yang massanya 50 gram diikat dengan tali kemudian diputar
sehingga benda bergerak melingkar beraturan dengan kecepatan sudut 10 rad/s.
Jika panjang tali 100 cm dan tegangan pada tali diabaikan, besar gaya sentripetal
yang terjadi adalah?

15

5. Sebuah benda bergerak melingkar beraturan dengan jari-jari 4 meter, dalam waktu
2 sekon mengalai perpindahan sudut sebesar 1/6 putaran. Kelajuan linear benda
tersebut adalah?

16

DAFTAR PUSTAKA

123dok. 2017. Kompetensi Inti Kompetensi Dasar Materi Gerak Melingkar Beraturan
Peserta Didik SMA. https://text id.123dok.com/document/lq5nlj33q-kompetensi-inti-
kompetensi-dasar-materi-gerak-melingkar-beraturan-peserta--sma.html.
Bloggertheme9. 2015. RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN ( RPP )
FISIKA K13 GERAK MELINGKAR. https://kakauciha.blogspot.com/2019/12/rencana-
pelaksanaan-pembelajaran-_9.html?m=1.
Consolidation, College Loan. 2015. Gerak melingkar. https://fisikazone.com/gerak-
melingkar/.
Fauziyyah, Risya. 2020. Contoh soal gerak melingkar beraturan.
https://www.kompas.com/skola/read/2020/11/26/165923169/contoh-soal- gerak-
melingkar-beraturan?page=2.
Fisika. 2009. Gerak melingkar beraturan.
https://abahcepi.blogspot.com/2009/12/gerak-melingkar-beraturan.html?m=1.
Ghani, Maulia Indriani. 2022. Gerak Melingkar – Materi Fisika Kelas 10.
https://www.zenius.net/blog/gerak-melingkar-materi-fisika-kelas-10.
Slidetodoc. 2022. KOMPETENSI INTI KOMPETENSI DASAR INDIKATOR Bab 4
Gerak. https://slidetodoc.com/kompetensi-inti-kompetensi-dasar-indikator-bab-4-gerak/.
Swawikanti, Kenya. 2021. Gerak Melingkar Beraturan (GMB): Besaran, Rumus, dan
Contoh Soal | Fisika Kelas 10. https://www.ruangguru.com/blog/gerak-melingkar-
beraturan-dan-penjelasannya.
Wardayacollage. 2022. Modul & Latihan Soal Gerak Melingkar Beraturan.
https://www.wardayacollege.com/fisika/kinematika/gerak-melingkar/gerak-
melingkar-beraturan/.

17

GLOSARIUM

A K

Anguler Kongkret
penyatuan dua garis yang asalnya dibagi. Nyata, benar-benar ada, berwujud, dapat
dilihat, diraba, dan sebagainya
B
Busur Lingkaran L
garis lengkung yang mengikuti persamaan
lingkaran. Linier

terletak pada suatu garis lurus

FM

Fase Mengalai
Semua perubahan yang terjadi berturut-turut Berbaring atau bersandar pada.
daripada sebuah proses.

Fisis
Berhubungan dengan badan atau jasmani. Arti
lainnya dari fisis adalah ragawi.

HP

Humaniora Proaktif
ilmu yang mempelajari tentang cara membuat Mengambil inisiatif dan mampu
atau mengangkat manusia menjadi lebih mengendalikan hidupnya sendiri dan membuat
manusiawi dan berbudaya. pilihan menurut nilai dll.

Periode
waktu tempuh atau masa kepengurusan

18

I R
Inovasi
Sesuatu yang baru, yang dikenalkan dan Ranah
dilakukan praktik Lingkungan yang memungkinkan

S terjadinya percakapan, merupakan kombinasi
antara partisipan.
Sudut Responsif
suatu bentuk yang dihasilkan dari dua buah Cepat merespon bersifat menanggapi, tegugah
garis saling bertemu. hati, bersifat memberi tanggapan

V

Vektor
besaran yang memiliki nilai dan juga arah.

19

RIWAYAT
PENULIS

20

21

22