Hubungan Roda-Roda

HUBUNGAN RODA-RODA

Roda, siapa yang tidak kenal roda. Dalam kehidupan sehari-hari pasti kita sering menemukan roda seperti gigi pada sepeda, ban kendaraan bermotor, dan roda gigi pada mesin jam. 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. Dari sini dapat kita ketahui bahwa hubungan roda-roda adalah hubungan antara 1 roda dengan roda yang lain. Dalam menganalisis hubungan roda-roda, yang penting adalah kecepatan sudut, jari-jari, dan kecepatan linier. Dari hubungan ini dapat juga kita ketahui bahwa hubungan roda-roda dapat dibagi menjadi 3 yaitu : Hubungan roda-roda seporos, hubungan roda-roda bersinggungan, dan hubungan roda-roda yang dihubungkan dengan sabuk (tali atau rantai). Di dalam materi ini akan kami jelaskan satu per satu.

A. Hubungan Roda-Roda Seporos

Hubungan roda-roda ini memiliki arah putar yang sama, sekaligus kecepatan sudutnya juga sama. Sehingga dapat diambil kesimpulan :

ω 1 = ω 2 atau v1.r1 = v2.r2

B. Hubungan Roda-Roda Bersinggungan :

Hubungan roda-roda ini memiliki arah putar berlawanan antara roda-rodanya, dan memiliki kelajuan linear yang sama sehingga dapat disimpulkan :

v 1 = v 2 atau ω1.r1 = ω2.r2

C. Hubungan Roda-Roda yang Dihubungkan Dengan Sabuk :

Hubungan roda-roda yang dihubungkan dengan sabuk ini memiliki arah putar yang searah, dan kelajuan linear yang sama sehingga dapat disimpulkan sebagai berikut :

v 1 = v 2 atau ω1.r1 = ω2.r2

Nah untuk lebih jelasnya, mari kita perhatikan tabel di bawah ini.

Tabel Hubungan Roda-Roda

Keterangan :

ω = Kecepatan

Sudut

ʋ, V = Kelajuan

Linear

R = Jari-jari roda

Contoh soal

1. Dua buah roda A dan B masing-masing memiliki jari-jari 20 cm dan 40 cm. Jika kedua roda tersebut sepusat, maka kecepatan linear roda B saat kecepatan sudut A 10 m/s adalah ....

Pembahasan : Untuk dua roda sepusat berlaku :

⇒ ωb = ωa

⇒ vb/Rb = va/Ra

⇒ vb/0,4 = 10⁄0,2

⇒ vb = 50 (0,4 m)

⇒ vb = 20 m/s

2. Perhatikan gambar di bawah! Sistem roda-roda pada gambar tersebut menunjukkan bahwa roba B dan C berada pada satu pusat. Roda A dan B dihubungkan dengan tali sehingga jika roda A diputar, roda B dan C juga ikut berputar. Jari-jari roda A, B, dan C masing-masing adalah 40 cm, 10 cm, dan 30 cm. Jika roda A berputar dengan kecepatan sudut 20 rad/s, maka kecepatan linear roda C adalah ....

Pembahasan : Berdasarkan konsep hubungan roda, maka untuk sistem roda seperti gambar di atas berlaku :

⇒ va = vb

⇒ ωb = ωc

Hubungan roda A dan B : ⇒ va = vb

⇒ ωa .Ra = ωb . Rb

⇒ 20 .40 = ωb . 10

⇒ 10ωb = 800

⇒ ωb = 80 rad/s

Hubungan roda B dan C : ⇒ ωb = ωc

⇒ 80 = vc/Rc

⇒ vc = 80 (0,3 m)

⇒ vc = 24 m/s

3. Bagaimana kelajuan linear antara 2 buah roda, jika kedua roda itu disusun atau disambungkan dengan sabuk atau rantai?

Pembahasan :

Jika dilihat dari teori yang ada, jika dua roda disambungkan menggunakan sabuk maka Kelajuan Linearnya SAMA

4. Dua buah roda tersusun saling bersinggungan satu dengan yang lain, maka bagaimana arah gerak dari kedua roda yang bersinggungan tersebut?

Pembahasan :

Berdasarkan teori yang ada, karena dua roda tersebut saling Bersinggungan satu dengan yang lain maka, roda satu arahnya akan berlawanandengan roda yang lainnya.

5. Gambar dibawah memperlihatkan hubungan roda-roda A, B, dan C.

Jari-jari roda A sama dengan jari-jari roda B sebesar R. Jari-jari roda C = ½ R. Bila roda A diputar dengan laju konstan 10 m/s, maka kelajuan linear roda B adalah...