Apabila
kita mengukur posisi, jarak atau kelajuan suatu benda maka kita
berpatokan pada suatu kerangka acuan. Misalnya ketika saya berada di
atas mobil yang bergerak dengan laju 60 km/jam, sebenarnya saya sedang
bergerak di atas permukaan bumi,
Kedudukan
yang dimaksudkan di sini tidak sama dengan kata kedudukan yang
digunakan dalam kehidupan sehari-hari. “Ayah saya punya pangkat dan kedudukan”… bukan seperti ini. Arti “kedudukan” dalam fisika sedikit berbeda.
Dalam
fisika, kedudukan menyatakan posisi atau letak suatu benda (atau
manusia) pada suatu saat tertentu terhadap suatu titik acuan. Misalnya
sekarang anda berada di rumah. Jika satu jam kemudian anda berada di
sekolah, maka kedudukan atau posisimu sudah berubah.
Untuk lebih memahami konsep titik acuan, kedudukan, posisi, jarak dan perpindahan, pelajari pembahasan soal di bawah ini :
Setelah
mengeluarkan mobil dari garasi dan menyalakan mesin, ayah mengendarai
mobil ke arah utara sejauh 100 meter. Gambarkan perjalanan ayah dalam
sumbu koordinat…
Dalam fisika,
kita sering menggambar sumbu koordinat untuk menyatakan
kedudukan/posisi, jarak, perpindahan atau suatu gerakan tertentu.
Biasanya titik 0 pada sumbu koordinat dipilih sebagai titik acuan.
Posisi sepanjang sumbu x biasanya dianggap positif jika terletak di
sebelah kanan 0 dan negatif jika terletak di sebelah kiri titik 0.
Posisi sepanjang sumbu y biasanya dianggap positif jika terletak di atas
titik 0 dan negatif bila terletak di bawah titik 0 (Ini hanya merupakan
kesepakatan).
Karena
ayah memulai perjalanan dari rumah maka kita menganggap rumah merupakan
titik acuan. Dalam sumbu koordinat, posisi rumah diwakili oleh titik 0
pada sumbu koordinat. Sesuai dengan arah mata angin, arah utara dianggap
sejajar dengan sumbu y positif, arah timur sejajar dengan sumbu x
positif, arah selatan sejajar dengan sumbu y negatif, arah barat sejajar
dengan sumbu x negatif (lihat gambar di atas).
Salah
satu hal yang penting dalam menggambar sumbu koordinat adalah penentuan
skala. Anda dapat memiliki skala sesuai dengan selera, tetapi perlu
digambarkan secara jelas pada sumbu koordinat.
Sebuah sepeda motor bergerak ke arah timur sejauh 50 meter. Tentukan jarak dan perpindahan total yang dilalui sepeda motor…
Jarak
termasuk besaran skalar (besaran skalar = besaran fisika yang hanya
mempunyai besar saja. Besaran skalar tidak mempunyai arah). Arah tidak
turut mempengaruhi nilai jarak… Jarak total yang ditempuh sepeda motor =
50 meter
Perpindahan termasuk
besaran vektor (besaran vektor = besaran fisika yang mempunyai besar dan
arah). Karena termasuk besaran vektor maka arah turut mempengaruhi
nilai perpindahan. Perpindahan total yang ditempuh sepeda motor = 50
meter. Arah vektor perpindahan adalah ke timur.
Perhatikan
bahwa pada contoh ini jarak = besar perpindahan = 50 meter. Apakah
jarak selalu sama dengan besar perpindahan ? cermati contoh soal
selanjutnya…
Sebuah sepeda motor
bergerak ke arah timur sejauh 100 meter lalu berbalik ke barat sejauh 50
meter. Tentukan jarak total dan perpindahan total yang ditempuh sepeda
motor…
Besar
perpindahan total = 100 m – 50 m = 50 meter (perubahan posisi hanya
sejauh 50 meter dari posisi awal). Karena perpindahan termasuk besaran
vektor maka kita harus menyebutkan arahnya. Arah vektor perpindahan
adalah ke timur atau searah sumbu x positif. Vektor perpindahan diwakili
oleh tanda panah berwarna biru.
Perhatikan
bahwa pada contoh ini jarak tidak sama dengan besar perpindahan… Jarak =
150 meter, sedangkan besar perpindahan = 50 meter.
Sebuah
mobil bergerak ke arah utara sejauh 50 meter dan berbalik ke arah
selatan sejauh 50 meter. Tentukan jarak total dan perpindahan total yang
ditempuh mobil tersebut…
Jarak total = 50 m + 50 m = 100 meter
Bagaimana dengan perpindahan ?
Besar
perpindahan total = 50 m – 50 m = 0. Mobil tidak melakukan perpindahan,
karena kedudukan atau posisi akhir sama dengan kedudukan atau posisi
awal.
Sebuah pesawat, terbang ke
arah timur sejauh 400 meter lalu berbelok arah ke utara sejauh 300
meter. Tentukan jarak total dan perpindahan total yang ditempuh pesawat…
Perpindahan ?
Soal
ini tidak seperti soal sebelumnya… kita tidak asal menjumlahkan atau
mengurangkan, karena vektor perpindahan tidak segaris. Untuk menghitung
besar perpindahan, kita bisa menggunakan rumus phytagoras.
Besar vektor perpindahan = 500 meter. Arah vektor perpindahan bisa ditentukan menggunakan rumus tangen :
Arah vektor perpindahan adalah 30o terhadap sumbu x positif. Perhatikan gambar di atas… vektor perpindahan diwakili oleh gambar berwarna biru…
Referensi :
Giancoli, Douglas C., 2001, Fisika Jilid I (terjemahan), Jakarta : Penerbit Erlangga
Halliday dan Resnick, 1991, Fisika Jilid I, Terjemahan, Jakarta : Penerbit Erlangga
Tipler, P.A.,1998, Fisika untuk Sains dan Teknik-Jilid I (terjemahan), Jakarta : Penebit Erlangga
Young, Hugh D. & Freedman, Roger A., 2002, Fisika Universitas (terjemahan), Jakarta : Penerbit Erlangga
0 comments