Hubungan Roda-Roda Pada Gerak Melingkar

Hubungan roda-roda pada gerak melingkar dapat kita jumpai pada sistem gerigi pada mesin. Gir transmisi pada mesin kendaraan bermotor atau sistem transmisi mesin menggunakan sabuk adalah salah satu contoh penerapan ilmu fisika tentang hubungan roda-roda pada gerak melingkar.

Gerak melingkar dapat kita analogikan sebagai gerak roda sepeda, sistem gir pada mesin, atau katrol. Pada dasarnya ada tiga macam hubungan roda-roda. Hubungan tersebut adalah hubungan antardua roda sepusat, bersinggungan, dan dihubungkan memakai sabuk (tali atau rantai).

Hubungan Roda-Roda Pada Gerak Melingkar

Gerak melingkar dapat dipindahkan dari sebuah benda berbentuk lingkaran ke benda lain yang juga berbentuk lingkaran, misalnya antara gir dengan roda pada sepeda, gir pada mesin-mesin kendaraan bermotor, dan sebagainya. Hubungan roda-roda pada gerak melingkar dapat berupa sistem langsung yaitu dengan memakai roda-roda gigi atau roda-roda gesek, atau sistem tak langsung, yaitu dengan memakai streng/rantai/pita.

Hubungan roda-roda, (a) sistem langsung, dan (b) sistem tak langsung

Pada Gambar diatas menunjukkan roda I berputar atau bergerak melingkar beraturan hingga roda II mengikutinya bergerak melingkar beraturan. Hubungan roda-roda pada gerak melingkar, baik memakai sistem langsung atau tak langsung, kecepatan linier (v) roda tersebut baik roda I dan II adalah sama, tetapi kecepatan sudutnya (ω) berlainan. Dengan demikian dapat dirumuskan sebagai berikut:

v₁ = v₂
ω₁ . R₁ = ω₂ . R₂

dengan:

v₁ = kecepatan linier roda I (m/s)
v₂ = kecepatan linier roda II (m/s)
ω₁ = kecepatan sudut roda I (rad/s)
ω₂ = kecepatan sudut roda II (rad/s)
R₁ = jari-jari roda I (m)
R₂ = jari-jari roda II (m)

Contoh Hubungan Roda-Roda Pada Gerak Melingkar

Sistem transmisi pada mesin mobil

Transmisi pada mobil memanfaatkan roda gigi untuk menyesuaikan kecepatan dan torsi. Untuk menanjak di perbukitan dibutuhkan torsi yang besar pada laju mobil rendah. Untuk berkendaraan dengan laju kecepatan tinggi dibutuhkan rotasi yang cepat dengan torsi yang lebih kecil. Dari contoh tersebut dapat kita pelajari perihal hubungan roda-roda pada gerak melingkar.