02 Matematika SMA/SMK Kelas 12

Busur dan Juring Lingkaran

Perdalam hubungan antara sudut pusat, radian, panjang busur, dan luas juring untuk menyelesaikan persoalan geometri serta pemodelan lingkaran.

s = rθ Panjang Busur
L = ½r²θ Luas Juring
180° = π rad Radian
Geometri Lingkaran θ r s
Derajat θ°
Radian θ rad
Proporsi θ / 360°
Tujuan Pembelajaran

Apa yang Akan Kamu Kuasai?

Pada tingkat ini, hubungan lingkaran tidak hanya dilihat menggunakan proporsi derajat, tetapi juga menggunakan ukuran radian dan hubungan langsung antara panjang busur dan luas juring.

01

Mengubah ukuran sudut dari derajat ke radian dan sebaliknya.

02

Menentukan panjang busur menggunakan derajat maupun radian.

03

Menentukan luas juring menggunakan sudut pusat.

04

Menggunakan hubungan antara panjang busur, luas juring, jari-jari, dan sudut pusat.

Derajat dan Radian

Dua Cara Mengukur Sudut

Satu putaran penuh dapat dinyatakan sebagai 360° atau 2π radian.

360° satu putaran penuh
2π rad satu putaran penuh
Derajat → Radian θ rad = θ° × π/180

Kalikan ukuran sudut dalam derajat dengan π/180.

Radian → Derajat θ° = θ rad × 180/π

Kalikan ukuran sudut dalam radian dengan 180/π.

Derajat 30° 45° 60° 90° 180° 360°
Radian 0 π/6 π/4 π/3 π/2 π
Panjang Busur

Panjang Bagian dari Keliling Lingkaran

Panjang busur bergantung pada besar sudut pusat dan jari-jari lingkaran.

Jika θ dalam derajat s = θ/360° × 2πr
Jika θ dalam radian s = rθ
Mengapa s = rθ?

Dalam ukuran radian, besar sudut didefinisikan sebagai perbandingan panjang busur terhadap jari-jari:

θ = s/r

sehingga langsung diperoleh:

s = rθ
Contoh Panjang Busur

r = 14 cm dan θ = 60°

Ubah terlebih dahulu 60° menjadi radian:

60° = π/3 rad
Panjang Busur s = rθ
s = 14 × π/3
s = 14π/3 cm
Luas Juring

Luas Bagian dari Lingkaran

Jika θ dalam derajat L = θ/360° × πr²
Jika θ dalam radian L = ½r²θ
Penurunan Rumus
L = θ / 2π × πr²
L = θr² / 2
L = ½r²θ
Contoh Luas Juring

r = 14 cm dan θ = π/3

Karena sudut sudah dalam radian, gunakan langsung:

L = ½r²θ
Luas Juring L = ½(14²)(π/3)
L = ½ × 196 × π/3
L = 98π/3 cm²
Hubungan Busur dan Juring

Semua Berasal dari Proporsi yang Sama

θ / 360°
=
s / 2πr
=
L / πr²
Sudut θ

Menentukan bagian lingkaran yang digunakan.

Panjang Busur s

Mengukur bagian dari keliling.

Luas Juring L

Mengukur bagian dari luas lingkaran.

Hubungan Langsung

Luas Juring dari Panjang Busur

Karena:

s = rθ

maka:

θ = s/r
Substitusi
L = ½r²θ
L = ½r²(s/r)
L = ½rs
Contoh

Diketahui r = 10 cm dan s = 5π cm

Sudut Radian θ = s/r

θ = 5π/10 = π/2 rad.

Sudut Derajat π/2 = 90°

Busur membentuk seperempat lingkaran.

Luas Juring L = ½rs

L = ½(10)(5π) = 25π cm².

Aplikasi

Busur dan Juring dalam Kehidupan Nyata

Roda

Jarak Rotasi

Pergerakan sebagian putaran dapat dihitung melalui panjang busur.

Jam

Pergerakan Jarum

Sudut putaran jarum berkaitan langsung dengan panjang lintasan ujung jarum.

Teknik

Puli dan Roda Gigi

Panjang busur membantu menganalisis perpindahan pada sistem rotasi.

Desain

Area Berbentuk Juring

Luas juring digunakan pada desain taman, arena, maupun komponen melingkar.

Perhatikan

Kesalahan yang Sering Terjadi

Kesalahan 1 Memakai s=rθ saat θ masih derajat

Rumus s=rθ menggunakan θ dalam radian.

Kesalahan 2 Diameter dianggap sebagai jari-jari

Jika diketahui diameter d, gunakan dahulu r=d/2.

Kesalahan 3 Menukar rumus busur dan juring

Panjang busur menggunakan satuan panjang, sedangkan juring menggunakan satuan luas.

Kesalahan 4 Lupa menuliskan satuan kuadrat

Luas juring harus ditulis dalam cm², m², dan seterusnya.

Strategi

Lima Langkah Menyelesaikan Soal

01

Identifikasi Data

Tentukan r, θ, s, atau luas yang diketahui.

02

Periksa Satuan Sudut

Pastikan apakah θ diberikan dalam derajat atau radian.

03

Pilih Rumus

Gunakan rumus yang paling langsung dengan data tersedia.

04

Hitung

Pertahankan bentuk π jika diminta nilai eksak.

05

Periksa Hasil

Untuk satu juring, panjang busur tidak boleh melebihi keliling satu lingkaran.

Aktivitas Interaktif

Eksplorasi Busur dan Juring

Ubah jari-jari dan sudut, kemudian amati hubungan panjang busur, luas juring, dan proporsi lingkaran.

Aktivitas 1

Eksplorasi Juring

Atur jari-jari dan sudut pusat.

Radian π/2 ≈ 1,5708
Proporsi 25%
Panjang Busur 10,9956
Luas Juring 38,4845
90°
Sudut 90° membentuk seperempat lingkaran.
Aktivitas 2

Cari Sudut dari Panjang Busur

Masukkan jari-jari dan panjang busur. Nilai seperti juga dapat digunakan.

θ = s/r π/2 rad
Sudut Derajat 90°
Proporsi Lingkaran 25%
Luas Juring 25π ≈ 78,5398
Diketahui r dan s
Sudut θ = s/r
Luas L = ½rs
Panjang busur 5π pada lingkaran berjari-jari 10 menghasilkan sudut π/2 rad atau 90°.
Latihan

Coba Kerjakan

Soal 1

Ubah sudut 120° menjadi radian.

Lihat Jawaban

120° × π/180 = 2π/3. Jadi: 120° = 2π/3 rad.

Soal 2

Sebuah lingkaran mempunyai r = 12 cm dan θ = π/3. Tentukan panjang busurnya.

Lihat Jawaban

s = rθ = 12 × π/3 = 4π cm.

Soal 3

Jika r = 6 cm dan θ = π/2, tentukan luas juring.

Lihat Jawaban

L = ½r²θ = ½(36)(π/2) = 9π cm².

Soal 4

Sebuah juring mempunyai jari-jari 8 cm dan panjang busur 6 cm. Tentukan luas juring.

Lihat Jawaban

Gunakan: L = ½rs = ½(8)(6) = 24 cm².

Kuis

Periksa Pemahamanmu

01

180° sama dengan...

02

Jika θ dinyatakan dalam radian, rumus panjang busur adalah...

03

Jika θ dalam radian, rumus luas juring adalah...

04

Jika diketahui jari-jari r dan panjang busur s, luas juring dapat dihitung dengan...

Ringkasan

Busur dan Juring Lingkaran

180° = π rad dan 360° = 2π rad.

Derajat ke radian: θ × π/180.

Jika θ radian, panjang busur s = rθ.

Jika θ radian, luas juring L = ½r²θ.

Proporsi sudut, busur, dan luas juring sama.

θ/360° = s/2πr = L/πr².

Jika r dan s diketahui, θ = s/r.

Jika r dan s diketahui, luas juring L = ½rs.

Materi 01 Transformasi Fungsi Materi sebelumnya