KINEMATIKA adalah Ilmu gerak yang membicarakan gerak suatu benda tanpa memandang gaya yang bekerja pada benda tersebut (massa benda diabaikan). Jadi jarak yang ditempuh benda selama geraknya hanya ditentukan oleh kecepatan v dan atau percepatan a.
Dalam fisika, kita sering menggambarkan sumbu koordinat, seperti ditunjukkan pada Gambar 1, untuk menyatakan kerangka acuan.
Kita perlu membedakan antara jarak yang telah ditempuh sebuah benda, dan perpindahannya, yang didefinisikan sebagai perubahan posisi benda tersebut. Dengan demikian, perpindahan adalah seberapa jauh jarak benda tersebut dari titik awalnya. Perpindahan adalah besaran yang memiliki besar dan arah. Besaran seperti itu disebut vektor.
2. Kecepatan Rata-rata
Aspek yang paling nyata dari gerak benda adalah seberapa cepat benda tersebut bergerak―laju atau kecepatannya.
Istilah “laju” menyatakan seberapa jauh sebuah benda berjalan dalam suatu selang waktu tertentu. Jika sebuah mobil menempuh 240 kilometer (km) dalam 3 jam, kita katakan bahwa laju rata-ratanya adalah 80 km/jam. Secara umum, laju rata-rata sebuah benda didefinisikan sebagai jarak yang ditempuh sepanjang lintasannya dibagi waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak tersebut:
3. Kecepatan Sesaat
Kecepatan sesaat pada waktu kapanpun adalah kecepatan rata-rata selama selang waktu yang sangat kecil.
kita definisikan kecepatan sesaat sebagai kecepatan rata-rata pada limit delta t yang menjadi sangat kecil, mendekati nol. Kita dapat menuliskan definisi kecepatan sesaat v untuk gerak satu dimensi sebagai
4. Percepatan
Percepatan dinyatakan seberapa cepat kecepatan sebuah benda berubah.
atau dapat didefinisikan dengan persamaan berikut:
5. Gerak dengan Percepatan Konstan
Kecepatan rata-rata selama selang waktu t akan menjadi
Karena t0 = 0 dan percepatan dianggap konstan terhadap waktu akan menjadi:
Satu masalah umum adalah menentukan kecepatan sebuah benda setelah rentang waktu tertentu. Kita dapat menyelesaikan v dengan mengalikan kedua sisi dengan t dan didapat:
Selanjutnya didapatkan
Selanjutnya, mari kita lihat bagaimana menghitung posisi benda setelah waktu t ketika benda tersebut mengalami percepatan konstan. Definisi kecepatan rata-rata dapat ditulis ulang dengan persamaan:
Karena kecepatan bertambah secara beraturan, kecepatan rata-rata akan berada di tengah-tengah antara kecepatan awal dan akhir.
Jika digabungkan persamaan-persamaan di atas, maka akan didapat:
Sekarang kita turunkan persamaan keempat, yang berguna pada situasi di mana waktu t tidak diketahui. Kita mulai dengan persamaan:
sehingga di dapat:
Jadi, kita sekarang memiliki empat persamaan yang menghubungkan posisi, percepatan, kecepatan dan waktu jika percepatan a konstan.
0 komentar:
Posting Komentar