Roda yang Sepusat
Gambar di atas merupakan ilustrasi hubungan roda-roda satu poros atau satu pusat seperti hubungan antara pelek kendaraan dengan ban kendaraan. Jadi anggap saja dua lingkaran di atas adalah pelek dan ban kendaraan. Pada saat mobil bergerak mundur, roda akan berputar berlawanan arah jarum jam.
Setelah selang waktu tertentu, pelek dan ban akan menempuh posisi sudut yang sama. Ini berarti, kecepatan sudut pelek (ωA) dan kecepatan sudut ban kendaraan (ωB) adalah sama. Jadi, pada roda-roda yang sepusat berlaku rumus atau persamaan sebagai berikut:
ωA = ωB
(vA/RA) = (vB/RB)
(vA/vB) = (RA/RB)
Keterangan: ω = kecepatan sudut (rad/s)
v = kecepatan linear (m/s)
R = jari-jari (m)
Roda-Roda yang Dihubungkan dengan Rantai atau Sabuk
Gambar di atas merupakan ilustrasi hubungan roda-roda yang dihubungkan dengan sabuk atau rantai seperti hubungan roda pada gir belakang dengan gir depan pada sepeda. Jadi anggap saja dua lingkaran di atas adalah gir belakang dan gir depan pada sepeda. Ketika sepeda bergerak mundur, gir depan dan gir belakang akan berputar berlawanan arah jarum jam dan sebaliknya. Sehingga dapat dikatakan arah kecepatan sudut kedua gir adalah sama.
Dari pengertian kecepatan linear, kita tahu bahwa arah kecepatan linear (v) selalu menyinggung lingkaran. Rantai atau sabuk yang digunakan untuk menghubungkan gir belakang dan gir depan, dipasang pada sebelah luar setiap gir. Pada saat bergerak, kecepatan rantai atau sabuk menyinggung bagian luar gir. Sehingga dapat disimpulkan bahwa arah dan besar kecepatan linear (tangensial) pada dua roda yang dihubungkan dengan tali atau rantai adalah sama (vA = vB). Sehingga berlaku persamaan sebagai berikut:
vA = vB
ωA x RA = ωB x RB
ω = kecepatan sudut (rad/s)
v = kecepatan linear (m/s)
R = jari-jari (m)
Roda-Roda yang Bersinggungan
Hubungan roda-roda yang bersinggungan dapat kita lihat pada mesin jam analog atau bagian dalam mesin kendaraan, dimana mesin jam tersebut menggunakan roda-roda bergerigi yang saling bersinggungan satu sama lain.
Gambar di atas adalah contoh ilustrasi dua roda yang bersinggungan. Jika roda yang lebih besar berputar berlawanan arah jarum jam, maka roda yang lebih kecil akan berputar searah arah jarum jam sehingga dapat dikatakan arah kecepatan sudut (ω) pada dua roda yang bersinggungan adalah berlawanan. Akan tetapi, pada titik persinggungan, besar kecepatan linear (v) kedua roda adalah sama (vA = vB). Sedangkan kecepatan angulernya akan berbeda (ωA ≠ ωB), bergantung pada jari-jari masing-masing roda atau jumlah gir yang dimilikinya. Jadi pada dua roda yang saling bersinggungan berlaku persamaan berikut:
vA = vB
ωA x RA = ωB x RB
ω = kecepatan sudut (rad/s)
v = kecepatan linear (m/s)
R = jari-jari (m)
