Untuk memahami konsep kelajuan, kecepatan dan percepatan, pelajari pembahasan soal di bawah :
- ”Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan 20 km/jam”. Benar atau salah pernyataan ini ?
Terlebih
dahulu kita pahami makna kelajuan dan kecepatan. Kelajuan termasuk
besaran skalar (besaran skalar = besaran yang hanya mempunyai besar
saja).
Pernyataan
di atas salah. Jika yang dimaksudkan adalah kecepatan, maka perlu
disertakan arah gerak mobil tersebut. Arah gerak mobil bisa dinyatakan
dalam sudut, arah mata angin (utara, timur, selatan, barat) atau dengan
menggunakan kata ke atas atau ke bawah. Pernyataan di
atas bisa diubah seperti ini : ”mobil itu bergerak ke utara dengan
kecepatan 20 km/jam” atau ”mobil itu bergerak dengan kecepatan 20 km/jam
ke arah utara” atau ”mobil itu bergerak ke utara dengan laju 20 km/jam”
atau ”mobil itu bergerak 20 km/jam ke utara”. Pernyataan seperti ini
benar, dalam hal ini yang dimaksudkan adalah kecepatan mobil.
Jika
tidak ingin menyertakan arah, maka bisa dikatakan ”mobil itu bergerak
dengan laju 20 km/jam” atau ”mobil itu bergerak dengan kelajuan 20
km/jam” atau ”mobil itu bergerak 20 km/jam”. Pernyataan seperti ini
benar. Dalam hal ini, yang dimaksudkan adalah laju atau kelajuan mobil.
Apakah
kelajuan, kelajuan sesaat dan kelajuan rata-rata memiliki makna yang
sama ? jika ya, jelaskan kesamaannya… jika tidak, jelaskan perbedaannya…
Kelajuan
dan kelajuan sesaat memiliki makna yang sama. Ketika menyebutkan kata
kelajuan, yang kita maksudkan sebenarnya kelajuan sesaat. Kelajuan atau
kelajuan sesaat merupakan perbandingan antara jarak
yang sangat kecil dengan selang waktu yang sangat singkat. Dengan kata
lain, kelajuan sesaat merupakan jarak yang sangat kecil yang ditempuh
selama selang waktu yang sangat singkat. Sebaliknya kelajuan rata-rata
merupakan perbandingan antara jarak tempuh total dengan selang waktu total yang diperlukan untuk menempuh jarak tersebut.
Agar
lebih memahami perbedaan antara kelajuan atau kelajuan sesaat dengan
kelajuan rata-rata, pahami contoh berikut ini. Misalnya anda berangkat
ke sekolah menggunakan sepeda motor. Jarak antara sekolah dan rumah = 20
km. Ini Cuma pengandaian saja… Ketika mengendarai sepeda motor dari
rumah ke sekolah, anda membutuhkan waktu 1 jam. Untuk contoh ini, kelajuan rata-rata
anda dan sepeda motor adalah 20 km / 1 jam = 20 km/jam. Ini berarti
secara rata-rata, anda menempuh jarak 20 km setiap jam. Ini cuma
kelajuan rata-rata saja. Tidak mungkin dari rumah sampai di sekolah
kelajuan anda selalu 20 km/jam setiap saat. Ketika bertemu kendaraan
lain di jalan, anda pasti akan memperlambat sepeda motor, ketika tiba di
lampu merah anda akan berhenti, ketika ada orang yang menyebrang jalan,
anda memperlambat sepeda motor, ketika jalan sepi, anda kebut2an. Jadi
20 km/jam hanya kelajuan rata-rata. Lalu kelajuan atau kelajuan sesaat
anda berapa ? tergantung saatnya kapan… lebih tepatnya bisa anda amati
pada speedometer sepeda motormu. Speedometer selalu mencatat kelajuanmu
setiap saat. Kadang-kadang jarum speedometer naik, kadang jarum
speedometer turun. Kelajuan sesaatmu selalu berubah-ubah setiap saat.
Kita juga bisa mengatakan bahwa kelajuan sesaat merupakan kelajuan
rata-rata selama selang waktu yang sangat singkat.
Apakah
kecepatan, kecepatan sesaat dan kecepatan rata-rata memiliki makna yang
sama ? Jika ya, jelaskan kesamaannya; jika tidak, jelaskan
perbedaannya…
Kecepatan dan
kecepatan sesaat memiliki makna yang sama. Ketika menyebutkan kata
kecepatan, yang kita maksudkan sebenarnya kecepatan sesaat. Kecepatan
atau kecepatan sesaat merupakan perbandingan antara Perpindahan yang sangat kecil dengan selang waktu yang sangat singkat. Sebaliknya kecepatan rata-rata merupakan perbandingan antara perpindahan total dengan selang waktu total selama terjadi perpindahan.
Agar
anda lebih memahami perbedaan antara kecepatan atau kecepatan sesaat
dengan kecepatan rata-rata, cermati contoh berikut ini :
Misalnya anda jalan-jalan menggunakan sepeda motor kesayanganmu. Dari rumah, anda mengendarai sepeda motor ke arah timur sejauh 20 km, lalu kembali lagi ke arah barat
sejauh 10 km. Jika lama perjalanan = 1 jam, tentukan kecepatan
rata-rata dan kecepatan sesaat anda… Untuk membantumu menentukan
kecepatan rata-rata, alangkah baiknya jika perjalananmu di atas
digambarkan dalam sumbu koordinat. Perhatikan gambar di samping.
Perpindahan
termasuk besaran vektor, karenanya arah turut mempengaruhi nilai
perpindahan. Dalam sumbu koordinat, perpindahan bernilai positif jika
arahnya menuju sumbu x positif (arah timur) dan sumbu y positif (arah
utara). Perpindahan bernilai negatif jika arahnya menuju sumbu x negatif
(arah barat) atau sumbu y negatif (arah selatan). Ini hanya kesepakatan
saja
Besar kecepatan rata-rata = besar perpindahan / selang waktu total
Besar kecepatan rata-rata = (20 km – 10 km) / 1 jam
= 10 km / 1 jam
= 10 km/jam.
Ini berarti mobil mengalami perpindahan sejauh 10 km setiap jam.
Karena
kecepatan rata-rata merupakan besaran vektor maka arah kecepatan
rata-rata juga harus dijelaskan… Dalam gambar di atas, vektor kecepatan
rata-rata diwakili oleh garis berwarna biru. Arah kecepatan rata-rata =
arah perpindahan, yakni ke timur.
Bagaimana
dengan kecepatan atau kecepatan sesaat ? tergantung saatnya kapan.
Kecepatan sesaat bisa berubah-ubah setiap saat. Kadang yang berubah
adalah besar kecepatan, kadang yang berubah adalah arah kecepatan. Kita
juga bisa mengatakan bahwa kecepatan sesaat merupakan kecepatan
rata-rata selama selang waktu yang sangat singkat.
Bilamana suatu benda dikatakan mengalami percepatan ?
Ingat
ya, ketika kita mengatakan percepatan maka yang kita maksudkan adalah
percepatan sesaat. Demikian juga sebaliknya ketika kita mengatakan
percepatan sesaat maka yang kita maksudkan adalah percepatan.
Suatu benda dikatakan mengalami percepatan jika kecepatan benda berubah. Kecepatan benda berubah, bisa berarti besar kecepatan alias kelajuan benda berubah atau arah kecepatan benda berubah. Misalnya
sebuah mobil mula-mula diam (kelajuannya = 0). Setelah beberapa saat,
kelajuannya bertambah menjadi 40 km/jam. Ketika kelajuan mobil bertambah
dari 0 menjadi 40 km/jam, mobil tersebut dikatakan mengalami percepatan
atau mobil dipercepat. Mungkinkah kelajuan benda konstan tetapi benda
tersebut mengalami percepatan ? bisa… dalam hal ini arah kecepatan yang
selalu berubah. Mengenai hal ini akan dibahas dalam gerak melingkar.
Ketika
kelajuan benda berkurang, kadang kita mengatakan benda tersebut
mengalami perlambatan. Misalnya mula-mula kelajuan mobil = 40 km/jam.
Setelah beberapa saat, kelajuan mobil berubah menjadi 0 km/jam. Ketika
kelajuan mobil berubah dari 40 km/jam menjadi 0 km/jam, mobil tersebut
dikatakan mengalami perlambatan atau mobil diperlambat.
Jelaskan hubungan antara percepatan rata-rata dan percepatan sesaat…
Percepatan
rata-rata = perubahan kecepatan yang terjadi selama selang waktu total
terjadinya perubahan. Sedangkan percepatan sesaat = perubahan kecepatan
yang terjadi selama selang waktu yang sangat singkat. Percepatan atau
percepatan sesaat juga bisa diartikan sebagai percepatan rata-rata
selama selang waktu yang sangat singkat. Agar anda lebih memahami konsep
percepatan rata-rata dan percepatan sesaat, cermati contoh di bawah.
Contoh 1 :
Sebuah
mobil yang sedang bergerak ke timur pada lintasan lurus mengalami
perubahan kelajuan dari keadaan diam hingga mencapai 40 km/jam selama
4,0 detik. Tentukan percepatan rata-rata mobil tersebut !
Besar percepatan rata-rata mobil = 10 km/jam per sekon. Ini berarti, secara rata-rata,
kelajuan mobil bertambah 10 km/jam setiap sekon. Jika kita menganggap
besar percepatan sesaat selalu konstan maka setelah detik pertama,
kelajuan mobil bertambah menjadi 10 km/jam, setelah detik ke dua
kelajuan mobil bertambah menjadi 20 km/jam. Setelah detik ke tiga
kelajuan mobil bertambah menjadi 30 km/jam. Setelah detik ke empat
kelajuan mobil bertambah menjadi 40 km/jam. Jika besar percepatan sesaat
tidak konstan maka mungkin saja setelah detik pertama kelajuan mobil
bertambah menjadi 11 km/jam, setelah detik kedua kelajuan mobil
bertambah menjadi 19 km/jam.. dan seterusnya. Jadi kelajuan mobil tidak
selalu bertambah 10 km/jam setiap sekon seandainya besar percepatan
sesaat tidak konstan.
Arah percepatan sama dengan arah kecepatan, yakni ke ke timur.
Contoh 2 :
Sebuah
mobil bergerak ke timur pada lintasan lurus dengan kelajuan 40 km/jam.
Jika setelah 4,0 detik mobil tersebut berhenti, tentukan percepatan
rata-rata mobil tersebut !
Tanda
negatif muncul karena kelajuan akhir lebih kecil dari kelajuan awal.
Tanda negatif menunjukkan bahwa mobil mengalami perlambatan (kelajuan
mobil berkurang).
Besar perlambatan rata-rata mobil = -10 km/jam per sekon. Ini berarti secara rata-rata, kelajuan mobil
0 comments