Berikut ini kita akan membahas mengenai gerak dalam satu dimensi, kelajuan, kecepatan, kelajuan rata-rata, rumus kelajuan rata-rata, kecepatan rata-rata, rumus kecepatan rata-rata, rumus kecepatan, rumus mencari kecepatan, contoh soal kecepatan rata-rata, kelajuan dan kecepatan sesaat, kecepatan sesaat, rumus kecepatan sesaat.
Kelajuan dan Kecepatan
Ketika Anda mengendarai sebuah mobil, pernahkah Anda memperhatikan jarum penunjuk pada speedometer? Menunjukkan nilai apakah yang tertera pada speedometer tersebut?
Apakah kecepatan atau kelajuan? Dua besaran turunan ini sama jika dipandang dari segi satuan dan dimensi, tetapi arti secara fisisnya berbeda. Tahukah Anda di mana letak perbedaan fisisnya?
Kelajuan merupakan besaran skalar, sedangkan kecepatan merupakan besaran vektor. Nilai yang terbaca pada speedometer adalah nilai kelajuan sebuah mobil karena yang terbaca hanya nilainya, sedangkan arahnya tidak ditunjukkan oleh alat ukur tersebut.
Kelajuan Rata-Rata
Ketika Anda berlari pada suatu lintasan, pernahkah Anda merasakan bahwa waktu yang diperlukan untuk melewati lintasan tersebut berubah-ubah?
Misalkan, Anda dapat menempuh jarak 120 meter dalam waktu 60 sekon, kemudian Anda mempercepat lari Anda sehingga dapat menempuh jarak 150 m dalam waktu 60 sekon.
Karena energi Anda berkurang, Anda hanya mampu menempuh jarak 100 meter dalam waktu 120 sekon sampai Anda berhenti. Kelajuan rata-rata lari Anda adalah:
Kelajuan lari rata-rata Anda adalah 1,54 m/s. Nilai kelajuan ini bukan kelajuan Anda setiap saat ketika berlari, melainkan rata-rata dari kelajuan yang Anda miliki selama proses berlari.
Kelajuan rata-rata adalah jumlah jarak yang ditempuh dalam selang waktu tertentu. Secara matematis, dapat ditulis dalam persamaan berikut.
Dari persamaan kelajuan rata-rata menunjukkan bahwa tidak ada benda yang memiliki kelajuan yang tetap atau konstan. Sebuah benda hanya memiliki kelajuan rata-rata dari jumlah kelajuan yang dimilikinya dalam selang waktu tertentu.
Kecepatan Rata-Rata
Seperti pembahasan sebelumnya, kelajuan merupakan besaran skalar, sedangkan kecepatan merupakan besaran vektor. Perbedaan secara fisis ini berlaku juga pada kelajuan rata-rata dan kecepatan rata-rata.
Kecepatan rata-rata adalah besarnya perpindahan sebuah benda dalam selang waktu tertentu. Secara matematis persamaan kecepatan rata-rata dapat dituliskan sebagai berikut.
Contoh Soal:
Tentukanlah kecepatan rata-rata benda jika diberikan data dalam grafik berikut ini.
Jawaban:
Posisi awal benda saat t = 0, yakni pada jarak 40 m dan berakhir di posisi 100 m pada waktu t = 40 sekon. Besarnya kecepatan rata-rata yang dimiliki benda tersebut, yakni sebagai berikut.
Persamaan (3–1) berlaku juga untuk menentukan kecepatan rata-rata yang berbentuk persamaan dalam fungsi waktu.
Misalkan, perpindahan sebuah benda dituliskan dalam persamaan x(t) = at2 + bt + c maka kecepatan rata-rata yang dimiliki benda tersebut adalah:
dengan xn adalah perpindahan benda saat tn, dan xn-1 adalah perpindahan benda saat tn-1.
Contoh Soal:
Sebuah benda bergerak dengan mengikuti persamaan x = 2t2 + 4t – 2. Diketahui x adalah perpindahan yang ditempuh benda (dalam meter) dan t adalah waktu tempuh (sekon). Tentukanlah kecepatan rata-rata pada saat t = 1 s dan t = 2 s.
Kelajuan dan Kecepatan Sesaat
Ketika sebuah mobil bergerak dengan kelajuan tertentu, Anda dapat melihat besarnya kelajuan mobil tersebut pada speedometer. Kelajuan sebuah mobil dalam kenyataannya tidak ada yang konstan, melainkan berubah-ubah.
Akan tetapi, Anda dapat menentukan kelajuan pada saat waktu tertentu. Kelajuan yang dimaksud adalah kelajuan sesaat. Kelajuan sesaat merupakan besaran skalar, sedangkan kecepatan sesaat merupakan besaran vektor.
Oleh karena itu, kelajuan sesaat disebut juga sebagai nilai dari kecepatan sesaat. Kelajuan atau kecepatan sesaat berlaku untuk Δt mendekati nilai nol.
Umumnya, konsep kelajuan dan kecepatan sesaat digunakan pada kejadian yang membutuhkan waktu yang sangat pendek. Misalnya, kelajuan yang tertera pada speedometer. Kecepatan sesaat secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut.
dengan Δt mendekati nol.
Karena Anda belum mendapatkan materi mengenai limit maka persamaan tersebut dapat ditulis
Demikianlah pembahasan pada kesempatan kali ini, semoga artikel ini dapat bermanfaat untuk kita semua.
