Penentuan ketinggian dan kecepatan minimum benda pada track melingkar vertikal

Abstract

Tujuan dari penelitian adalah untuk menentukan ketinggian dan kecepatan minimum benda pada track melingkar vertikal sehingga benda tidak terjatuh, seperti yang terjadi pada gerakan Roller Coaster. Penelitian ini menggunakan alat peraga sederhana yang dibuat semirip mungkin dengan track Roller Coaster untuk membuat simulasi gerak yang terjadi. Gerak benda yang terjadi dianalisis menggunakan software tracker, dan menggunakan perhitungan manual dengan menggunakan persamaan-persamaan yang berlaku pada gerak benda yang terjadi. Data yang diperoleh dari hasil perhitungan manual didapat bahwa agar benda dapat melintasi track tanpa terjatuh kecepatan minimal benda yang harus dicapai adalah 1,21 m/s dan ketinggian minimal benda yang harus dipenuhi menurut hasil perhitungan manual adalah 2,5 kali dari jari jari lintasan melingkar (2,5R). Untuk kasus ini karena jari-jari lintasan melingkar adalah 15 cm/0,15 m maka ketinggian minimal adalah 37,5 cm atau 0,375 m. Berdasarkan hasil percobaan menggunakan alat peraga, ketinggian benda agar tidak terjatuh dari lintasan adalah 50 cm dan analisis menggunakan software tracker didapat bahwa kecepatan benda ketika bergerak pada lintasan adalah 2,26 m/s juga hasil perhitungan manual kecepatan benda pada saat dilintasan adalah 2,31 m/s. Dari hasil kedua perhitungan tersebut dapat kita simpulkan bahwa persamaan-persamaan yang digunakan untuk mencari ketinggian dan kecepatan benda pada track melingkar vertikal sudah sesuai, karena kecepatan yang didapat dari hasil perhitungan mendukung hasil dari alat peraga. The purpose of this study is to determine the height and minimum speed of the object on the vertical circular track so that objects do not fall, as happened in the Roller Coaster movement. This study uses simple props made as closely as possible with the Roller Coaster track to make the simulation of motion taking place. The motion of objects that occur is analyzed using the tracker software and using manual calculations using equations that apply to the motion of objects that occur. The data obtained from the results of manual calculations found that for objects to cross the track without falling, the minimum speed of the object to be achieved is 1.21 m/s and the minimum height of the object according to the results of manual calculations is 2.5 times of the radius of circular trajectory (2.5R), for this case because the radius of the circular path is 15 cm / 0.15 m then the minimum height is 37.5 cm or 0.375 m. Based on experimental results using props, the height of the object in order not to fall from the track is 50 cm and analysis using the tracker software found that the velocity of objects when moving on the track is 2.26 m/s and also the result of manual calculation of the velocity of the object at that time is 2.31 m/s. From the result of both calculations can be concluded that the equations used to find the height and velocity of the object on the vertical circular track are appropriate, since the speed obtained from the calculation supports the results of props showing the object passing through the path without falling over the limit minimums that have been taken into account.