Contoh soal dan pembahasan dinamika gerak pada tikungan dibahas di kelas 11 SMA. Mencakup kecepatan maksimum yang diijinkan pada tipe jalan menikung kasar, tikungan miring licin dan tikungan miring kasar.
Rumus Kecepatan Maksimum Gerak Benda pada Tikungan
Tipe 1 Tikungan Datar dan Kasar
Kecepatan maksimum yang diperbolehkan / roda kendaraan tidak slip:
dengan :
V
maks = kecepatan maksimum yang diperbolehkan (m/s)
g = percepatan gravitasi bumi (m/s
2)
μ
s = kefisien gesekan statis
r = jari-jari / radius tikungan jalan (m )
Tipe 2 Tikungan Miring dan Licin
Kecepatan maksimum yang diperbolehkan / roda kendaraan tidak slip:
dengan :
V
maks = kecepatan maksimum yang diperbolehkan (m/s)
g = percepatan gravitasi bumi (m/s
2)
θ = sudut kemiringan jalan terhadap garis mendatar
Tipe 3 Tikungan Miring dan Kasar
Kecepatan maksimum yang diperbolehkan / roda kendaraan tidak slip:
dengan :
V
maks = kecepatan maksimum yang diperbolehkan (m/s)
g = percepatan gravitasi bumi (m/s
2)
θ = sudut kemiringan jalan terhadap garis mendatar
Contoh Soal dan Pembahasan
Soal No. 1
Sebuah mobil bergerak pada suatu tikungan datar dan kasar. Jika jari-jari tikungan 50 m, koefisien gesekan statis jalan 0,3 dan percepatan gravitasi bumi 9,8 m/s
2 tentukan kecepatan maksimum mobil saat berada di tikungan tersebut!
Pembahasan
Soal No. 2
Untuk merancang sebuah tikungan agar bisa dilalui dengan aman kendaraan yang melaju dengan kecepatan 20 m/s dengan koefisien gesekan jalan 0,25 tentukan jari-jari tikungan tersebut! (g = 10 m/s
2)
Pembahasan
Soal No. 3
Sebuah tikungan miring dengan jari-jari 30 m dapat dilalui dengan aman pada kecepatan maksimum 54 km/jam pada saat jalan tertutup salju. Tentukan sudut kemiringan jalan tersebut!
Pembahasan
Anggap saat jalan tertutup salju tidak ada gesekan antara jalan dan roda kendaraan, 54 km/jam = 15 m/s
Soal No. 4
Sebuah tikungan miring yang licin memiliki radius 40√3 m. Jika kemiringan badan jalan adalah 30
o dan percepatan gravitasi 10 m/s
2 tentukan kecepatan maksimum yang diijinkan saat melalui tikungan tersebut!
Pembahasan
Soal No. 5
Berapakah kecepatan maksimum yang diijinkan saat sebuah mobil melewati suatu tikungan miring yang kasar jika radius tikungan 26 m, koefisien gesekan jalan 0,25 dan sudut kemiringan jalan adalah 37
o?
Pembahasan
Soal No. 6
Tikungan miring dengan jari-jari 50 m memiliki permukaan jalan yang kasar dengan koefisien gesekan sebesar
2/
7. Jika tikungan dirancang dapat dilewati kendaraan dengan kecepatan maksimum 108 km/jam, tentukan sudut kemiringan tikungan tersebut!
Pembahasan
Jalan miring kasar, 108 km/jam = 30 m/s
(Sekedar soal ya,...jangan bayangkan banyak jalan dibuat dengan kemiringan 45
o!!)
