Perbedaan Gaya Sentripetal dengan Gaya Sentrifugal?

Gaya Sentripetal atau gaya sentrifugal? Berhati-hatilah dalam memakai kedua istilah ini jika membahas konsep fisika tentang gerak melingkar, keduanya serupa tapi tak sama. Mengerti perbedaan gaya sentripetal dan gaya sentrifugal juga penting untuk analisis gaya pada suatu benda yang bergerak.
Perlu kita pahami terlebih dahulu, gaya sentripetal bukanlah suatu gaya baru, gaya sentripetal adalah sebutan untuk gaya yang membuat suatu benda berputar (dengan kerangka acuan inersial), bisa saja gaya sentripetal itu adalah gaya tegangan tali, gaya gravitasi atau gaya lainnya.
Kita awali pembahasan kita dari hukum Newton. Kamu yang pernah atau sedang belajar fisika pasti tahu tentang hukum Newton, tapi sedikit sekali yang tahu bahwa hukum Newton tidak berlaku pada kerangka acuan non-inersial. Kerangka acuan non-inersial? Apa lagi ini? Kerangka acuan non-inersial adalah kerangka acuan yang dipercepat, kerangka acuan sendiri maksudnya adalah tempat (atau titik) yang kita jadikan acuan dalam mengukur gerak suatu benda. Ingat, semua gerakan adalah relatif, bergantung kerangka acuan yang kita ambil.
Kita ambil contoh berikut untuk lebih memahami tentang kerangka acuan: seorang anak bernama A berada di dalam mobil yang bergerak dengan kecepatan konstan 60 km/jam terhadap jalan, seorang anak bernama B berada di jalan dan diam terhadap bumi, B mengamati A. Nah, B melihat A bergerak dengan kecepatan 60 km/jam terhadap jalan, sedangkan A sendiri melihat bahwa dirinya diam (kecepatannya 0 km/jam) terhadap mobil. Mobil dan jalan di sini adalah kerangka acuan gerak. Ambil contoh lain, X dan Y sedang mengendarai sepeda motor dan keduanya bergerak searah dengan kecepatan konstan 30 km/jam terhadap jalan, seorang lagi bernama Z berada di pinggir jalan dan diam terhadap jalan sedang mengamati X dan Y. Nah, berapakah kecepatan X jika yang melihat adalah Y dengan acuan Y? Tentu saja X diam terhadap Y begitu pula Y diam terhadap X, namun menurut orang yang berada di jalan (Z), kecepatan mereka adalah 30 km/jam terhadap jalan; begitu pula kecepatan X adalah 30 km/jam jika Y mengambil acuan geraknya adalah jalan. Kecepatan suatu benda tergantung dari kerangka acuan yang kita ambil. Sampai di sini jangan bingung dulu ya, coba pikirkan kembali sebelum melanjutkan membaca artikel ini.
Kita masuk ke hukum Newton. Hukum Newton hanya berlaku jika kerangka acuan yang kita ambil adalah kerangka acuan yang diam atau bergerak dengan kecepatan konstan terhadap bumi (bahasa kerennya: kerangka acuan inersial). Nah, jika kerangka acuannya bergerak dengan kecepatan tidak konstan (misalnya ada percepatan) maka Hukum Newton tidak berlaku. Berikut adalah contoh gerak dengan kerangka acuan non-inersial: bayangkan Kamu sedang berada di dalam sebuah mobil yang mulanya bergerak dengan kecepatan konstan 80 km/jam (terhadap jalan) dan kemudian mobil tersebut di-rem mendadak (berarti mobil mengalami perlambatan atau percepatan negatif, mobil menjadi kerangkan acuan non-inersial), apa yang terjadi pada tubuh Kamu? Tubuh Kamu serasa ditarik ke depan padahal tidak ada gaya apapun yang bekerja pada Kamu. Kita ambil contoh lain, jika Kamu berada di dalam sebuah lift (kerangka acuannya lift) dan lift tersebut bergerak ke atas maka tubuh Kamu seakan-akan menjadi lebih berat, serasa ada gaya yang menarik Kamu ke bawah. Orang yang tidak pernah tahu tentang lift pasti akan bingung, seseorang tersebut tahu bahwa dirinya diam di dalam lift dan tidak ada yang berubah dari lift itu namun tiba-tiba tubuhnya ditarik ke bawah, di sinilah letak ketidakberlakuan hukum Newton. Hukum Newton menyatakan bahwa benda yang diam akan terus diam dan benda yang bergerak  dengan kecepatan konstan akan terus bergerak dengan kecepatan konstan sampai ada gaya luar yang bekerja padanya (ΣF = 0). Namun pada kasus lift, tidak ada gaya luar yang bekerja tapi serasa kita ditarik ke bawah. Nah, lalu bagaimana bentuk hukum Newton yang menyatakan ΣF = 0?
Untuk mengatasi ini, kita harus membuat konsep gaya khayal atau gaya palsu (nama kerennya: gaya pseudo) agar hukum Newton yang biasa kita kenal tetap berlaku pada kerangka acuan non-inersial, gaya pseudo ini bergantung pada percepatan kerangka acuan. Besarnya gaya pseudo ini adalah


Dengan ak adalah percepatan kerangka acuan terhadap bumi. Tanda minus menunjukkan bahwa arah gaya pseudo berlawanan dengan arah percepatannya, seperti pada kasus lift yang naik dipercepat ke atas dan kita merasa ditarik ke bawah. Nah, sekarang bagaimana kalau lift bergerak ke atas dan seseorang di tanah melihat lift tersebut bergerak dipercepat ke atas? Gaya pseudo ini tentu saja tidak dihadirkan karena kerangka acuannya adalah tanah (inersial) dan jika acuannya adalah tanah maka gaya yang bekerja pada orang-orang di lift teramati dengan jelas, yaitu gaya dorong lift yang dipercepat tersebut. Sampai sini kita pasti sudah mulai paham ya.
Sekarang barulah kita bisa membahas perbedaan gaya sentripetal dan gaya sentrifugal. Gaya sentriptal adalah gaya yang dikerjakan untuk membuat suatu benda bergerak melingkar, gaya sentripetal ini menarik suatu benda yang sedang bergerak ke arah pusat, sehingga bentuk lintasan benda menjadi lingkaran. Gaya sentripetal adalah gaya yang teramati jika kita mengambil kerangka acuan inersial contohnya jika kita (di tanah) melihat benda yang berputar misalnya tali dengan ujung bola, maka gaya sentripetal membuat bola terus ditarik ke arah pusat dan akhirnya bergerak melingkar (gaya sentripetalnya adalah gaya tegangan tali itu sendiri). Nah, bagaimana dengan gaya sentrifugal? Gaya sentrifugal adalah salah satu jenis gaya pseudo, gaya sentrifugal hanya ada jika kerangka acuan yang kita ambil adalah kerangka acuan non-inersial, maksudnya, gaya sentrifugal ada jika kita berada di dalam bola yang diputar tersebut (kerangka acuannya adalah bola), kita diam terhadap bola itu namun kita merasa bahwa tubuh kita ditarik ke luar bola, terasa terpental. Akhirnya kita ambil kesimpulan bahwa gaya sentripetal adalah gaya yang mengarah ke dalam (pusat gerak melingkar) dengan kerangka acuan inersial, sedangkan gaya sentrifugal adalah gaya yang mengarah ke luar pusat gerak melingkar dengan kerangka acuan non-inersial. Gaya sentripetal atau gaya sentrifugal dilihat dari kerangka acuan yang kita ambil.
http://fisikaveritas.blogspot.com: Diizinkan menyalin artikel ini jika mencantumkan FISIKAVERITAS sebagai sumbernya
Deskripsi gambar berikut mungkin cukup baik untuk memahami perbedaan gaya sentripetal dan gaya sentrifugal



TRIVIA:
Tidaklah benar mengatakan bahwa satelit tidak jatuh ke bumi karena tarikan gravitasi bumi “diimbangi oleh gaya sentrifugal”. Gaya pseudo seperti gaya sentrifugal hanya muncul dalam kerangka acuan yang dipercepat. Dalam kerangka acuan bumi, satelit “jatuh” ke bumi dengan suatu percepatan tertentu yang dihasilkan oleh gaya gravitasi tunggal dan tak terimbangi yang bekerja padanya. Namun seorang pengamat di satelit yang menganggap satelit diam dapat menggunakan Fnetto = ma hanya dengan menghadirkan gaya sentrifugal keluar untuk mengimbangi gaya gravitasi. 
http://fisikaveritas.blogspot.com: Diizinkan menyalin artikel ini jika mencantumkan FISIKAVERITAS sebagai sumbernya

Baca Juga:



10 comments :

  1. mohon bimbingan. Itu berarti gaya normal yang dikerjakan oleh lantai lift pada kaki seseorang adalah termasuk gaya pseudo?
    terimakasih

    ReplyDelete
    Replies
    1. suatu gaya itu dikatakan gaya pseudo tergantung dari kerangka acuannya mas Medi,
      kalau kerangka acuannya non-inersial berarti itu gaya pseudo, sesuai postingan di atas..
      cmiiw :)

      Delete
  2. Gila.,,gamblang bgt kalau njelasin...Bang kasi soal aplikasi gaya sentrifugal dong :D

    ReplyDelete
  3. Maaf mau tanya, apakah percepatan sentripetal dan sentrifugal yang dtimbulkan oleh gaya yang sama itu besarnya sama? Terimakasih

    ReplyDelete
  4. Cocok pemahaman fisikanya mas. berbakat sekali sampean

    ReplyDelete
  5. Bang mau tanya... Kan ada satelit tang mengelilingi bumi. Nah, kalau menurut abang gaya sentrifugal itu tegak lurus thd apa bang?? Permukaan bumi atau gmn bang?? Mohon penjelasannya

    ReplyDelete
  6. Bang mau tanya... Kan ada satelit tang mengelilingi bumi. Nah, kalau menurut abang gaya sentrifugal itu tegak lurus thd apa bang?? Permukaan bumi atau gmn bang?? Mohon penjelasannya

    ReplyDelete
  7. Oh ya ya.. Terimakasih ilmu dan penjelasannya.. :)

    ReplyDelete
  8. selalu memberikan hal yang positif gan dan terus berkembang gan
    bandar Togel sgp yang paling aman

    ReplyDelete

Silahkan Tulis Komentar Kamu :)