 |
| A B |
__________________________________________________________________________________
Animasi di atas menunjukkan seseorang berjalan dari titik A ke titik B. Kalian pasti sering berjalan menuju suatu tempat, baik itu berangkat ke sekolah atau hanya sekedar ke kamar mandi. Ketika kita berjalan kedua kaki kita akan bergerak agar kita berpindah ke tempat tujuan kita. Tentu kalian sudah tidak asing dengan kata gerak, bukan? Tapi apakah kalian tau apa itu gerak? Gerak adalah berpindahnya benda dari suatu titik acuan tertentu.
Untuk mempelajari gerak lebih lanjut mari kita lakukan beberapa kegiatan berikut.
Dari animasi dan penjelasan di atas cobalah buat pertanyaan untuk menambah wawasanmu!
Contoh pertanyaannya, apakah gerak dan perpindahan sama?
Perhatikan pesepeda yang akan berangkat dari rumah ke sekolah. Jarak dari rumah ke sekolah adalah 2000 m, dan perpindahan pesepeda dari rumah ke sekolah adalah 850 m. Mengapa jarak dan perpindahan pesepeda berbeda?
Kata pindah mungkin sudah terbiasa kita dengar
dalam kehidupan sehari-hari. Ketika ibumu membangunkan di pagi hari dan
memerintahkanmu untuk bergegas mengambil air wudhu ke kamar mandi, kamu akan
bangun dan berjalan ke kamar mandi untuk mengambil air wudhu. Ibumu mengatakan
kamu telah mengalami perpindahan, mengapa bisa dikatakan mengalami perpindahan?
Karena posisimu telah berubah dari titik acuannya.
Dalam pengertian perpindahan terkandung pula
informasi mengenai jarak. Apa yang disebut dengan jarak? Ketika kamu berjalan
dari kamar menuju kamar mandi untuk mengambil air wudhu, kamu telah dikatakan
berpindah dari kedudukan semula, berapa jauh kamu berpindah? Dalam Fisika
ukuran untuk menentukan jauh dekatnya sebuah perpindahan dinyatakan dengan jarak.
Jarak yang kamu tempuh akan lebih jauh dibandingkan perpindahan yang kamu lakukan. Jarak meliputi seluruh putaran dan simpangan yang kamu lalui sepanjang melakukan perpindahan.
Dari penjelasan di atas dapat kita simpulkan bahwa jarak adalah panjang lintasan sesungguhnya yang ditempuh oleh suatu benda bergerak, sedangkan perpindahan didefinisikan sebagai perubahan kedudukan suatu benda.
Contoh soal
Laju Rata-rata dan Kecepatan Rata-rata
Dalam pembahasan gerak dikenal istilah kecepatan dan kelajuan. Pada kehidupan sehari-hari kita sering menyamakan kelajuan dengan kecepatan. Dalam fisika kecepatan dan kelajuan mempunyai arti yang berbeda. Kecepatan diartikan sebagai perpindahan yang ditempuh tiap satuan waktu. Kecepatan dapat ditulis sebagai berikut
Ketika kita hendak melakukan perjalanan dengan
mobil dari satu tempat ke tempat lain tentulah kita akan melewati jalan yang
tidak selalu lurus. Jalan yang tidak selalu lurus menyebabkan kendaraan yang
kita gunakan kecepatannya berubah-ubah. Hal ini dapat kita lihat dari nilai
yang ditunjukkan speedometer pada kendaraan kita. Karena kecepatan yang terjadi
tidak tetap, maka nilai kecepatan yang digunakan adalah kecepatan rata-rata.
Kecepatan rata-rata didefinisikan sebagai perbandingan perpindahan benda dengan
selang waktu yang diperlukan, kecepatann rata-rata dapat dituliskan sebagai
berikut.
Laju Sesaat dan Kecepatan Sesaat
Jika kita mengendarai sepeda motor ke sekolah
yang jaraknya 10 km dalam waktu 15 menit maka kecepatan rata-rata kita
mengendarai sepeda motor adalah 10km/0.25 jam = 40 km/jam. Kecepatan kita
selama dalam perjalanan ini kadang 60 km/jam tetapi pada saat yang lain
kecepatan kita hanya 20 km/jam bahkan jika lampu pengatur lalu lintar menyala
merah kita berhenti (artinya kecepatan kita adalah nol). Jadi kecepatan kita
saat mengendarai sepeda motor selalu berubah-ubah. Kecepatan yang terjadi pada
saat itu disebut kecepatan sesaat, dan besar kecepatan sesaat ini sama dengan laju
sesaat.
Kecepatan rata-rata benda dari titik A ke titik
B adalah Δs/Δt
. Jika titik B mendekati
titik A, maka waktu yang diperlukan Δt semakin kecil. Pada kondisi titik B
hampir berhimpit titik A maka waktu yang
diperlukan Δt mendekati nol. Kecepatan pada saat ini disebut kecepatan sesaat
yang merupakan suatu besaran vektor dan dituliskan dengan,
Suatu benda bergerak dari titik A ke titik B,
seperti ditunjukkan pada gambar.
Pada umumnya untuk menyederhanakan, arah kecepatan sesaat sesuai dengan arah garis singgung dari kurva dititik tersebut. Untuk memahami lebih lanjut tentang kecepatan rata-rata dan kecepatan sesaat mari kita perhatikan video berikut
Percepatan
Ketika kita mengendarai sepeda motor pada saat
awal, mesin motor dihidupkan tetapi sepeda motor masih belum bergerak. Pada
saat sepeda motor mulai bergerak maka kecepatannya makin lama makin besar. Hal
ini berarti telah terjadi perubahan kecepatan. Pada saat sepeda motor diam
kecepatan nol, baru kemudian kecepatan sepeda motor tersebut semakin lama
menjadi semakin cepat. Sepeda motor tersebut mengalami perubahan kecepatan
dalam selang waktu tertentu. Dengan kata lain, sepeda motor tersebut mengalami
percepatan.
Percepatan adalah besaran vektor. Sehingga untuk menyatakan percepatan suatu benda kita harus menentukan besar dan arahnya. Jika arah percepatan searah dengan gerak benda diawal maka percepatan bernilai positif, dan bernilai negatif jika arahnya berlawanan dengan gerak awal. Jika percepatan bernilai positif maka dapat dikatakan bahwa benda bergerak dipercepat sedangkan ketika bernilai negatif maka benda tersebut mengalami perlambatan.
Persamaan percepatan dapat ditulis:
Dengan Δv adalah perubahan kecepatan selama waktu Δt. Percepatan suatu benda dibedakan menjadi dua, yaitu percepatan rata-rata dan
percepatan sesaat.
a. Percepatan Rata-rata
Tiap benda yang mengalami perubahan kecepatan,
baik besarnya saja atau arahnya saja atau keduanya, akan mengalami percepatan.
Percepatan rata-rata (α) adalah hasil bagi antara
perubahan kecepatan (Δv) dengan selang waktu yang
digunakan selama perubahan kecepatan tersebut (Δt). Secara matematis dapat
ditulis sebagai berikut
b. Percepatan Sesaat
Merupakan perubahan kecepatan dalam waktu yang
sangat singkat. Seperti halnya menghitung kecepatan rata-rata, untuk menghitung
kecepatan sesaat, kita perlu mengukur perubahan kecepatan dalam selang waktu
yang singkat (mendekati nol). Secara matematis dapat dilulis sebagai berikut,
