Jarak, Perpindahan, Kecepatan, Kelajuan, dan Percepatan

Setelah sebelumnya kita belajar vektor, kali ini kita akan belajar mengenai jarak, perpindahan, kecepatan, kelajuan, dan percepatan.

Jika Anda melihat speedometer di sepeda motor atau mobil, besaran apa yang diukur? Speedometer adalah alat untuk mengukur kelajuan. Namun, pada speedometer yang lengkap tidak hanya kelajuannya saja yang diukur, tetapi juga jaraknya.

Speedometer (Sumber: Wikimedia Commons, Lisensi CC BY-SA 3.0)

Nah, di atas sudah disinggung tentang jarak dan kelajuan. Tetapi ada istilah lain lagi yaitu perpindahan dan kecepatan. Apa bedanya? Mari kita simak pembahasan berikut ini!

Jarak dan Perpindahan

Jarak adalah panjang lintasan yang ditempuh benda tanpa memerhatikan arahnya. Jarak merupakan besaran skalar.

Perpindahan adalah perubahan posisi benda ditinjau dari posisi awal dan posisi akhir benda tersebut. Perpindahan merupakan besaran vektor, sehingga dapat bernilai positif maupun negatif. Lihat gambar berikut ini!

Gerak satu dimensi

Pada gerak satu dimensi seperti pada gambar di atas, perpindahan bernilai positif jika arahnya ke kanan dan negatif jika arahnya ke kiri. Jika benda bergerak dari posisi x1 ke posisi x2, perpindahannya (∆x) dapat dituliskan sebagai:

Gerak dua dimensi

Pada gerak dua dimensi seperti gambar di atas, perpindahan dapat dicari menggunakan perhitungan resultan dari AB dan BC. Sehingga cara mencarinya menggunakan dalil pythagoras berikut ini:

dengan arah:

Kecepatan dan Kelajuan

Kelajuan sebuah benda yang bergerak menyatakan jarak yang ditempuh benda tersebut tiap satuan waktu tanpa memerhatikan ke arah mana benda tersebut bergerak. Maka dapat disimpulkan bahwa kelajuan merupakan besaran skalar.

Kecepatan menyatakan perpindahan benda tiap satuan waktu dengan memerhatikan arahnya. Maka dapat disimpulkan bahwa kecepatan merupakan besaran vektor.

Kecepatan dan Kelajuan Rata-Rata

Setelah mengerti bahwa kecepatan dan kelajuan mengandung makna yang berbeda dan dengan mengingat perbedaan antara konsep jarak dan perpindahan, maka berikut ini akan dijelaskan mengenai kelajuan rata-rata dan kecepatan rata-rata.

Kelajuan rata-rata didefinisikan sebagai perbandingan jarak yang ditempuh terhadap waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak tersebut.

Kecepatan rata-rata didefinisikan sebagai perbandingan perpindahan yang terjadi terhadap waktu yang diperlukan untuk melakukan perpindahan tersebut.

Kecepatan dan Kelajuan Sesaat

Kecepatan rata-rata maupun kelajuan rata-rata pada pembahasan sebelumnya tidak menjelaskan secara rinci tentang gerakan benda. Dalam banyak hal, informasi yang dibutuhkan adalah kecepatan benda itu pada saat tertentu di posisi tertentu, bukan selama selang waktu tertentu. Kecepatan itu disebut dengan kecepatan sesaat yang dapat diperoleh dengan mengambil selang waktu ∆t yang sangat kecil, mendekati nol.

Kecepatan sesaat secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut.

Umumnya, konsep kecepatan sesaat digunakan pada kejadian yang membutuhkan waktu yang sangat pendek. Dalam kehidupan sehari-hari kecepatan sesaat disebut dengan kecepatan saja tanpa kata sesaat.

Selain itu ada pula istilah kelajuan sesaat yang merupakan besar (harga mutlak) dari kecepatan sesaat. Nilainya selalu positif dan merupakan besaran skalar. Misalnya, kelajuan yang tertera pada speedometer.

Percepatan

Seringkali benda-benda tidak bergerak kecepatan konstan. Sebuah benda dikatakan bergerak dengan percepatan atau perlambatan. Perlambatan adalah nama lain dari percepatan negatif.

Ketika sebuah mobil berangkat dari keadaan diam meninggalkan suatu tempat misalnya, mobil bergerak dipercepat. Namun, ketika mobil tersebut akan tiba di tujuannya, maka mobil tersebut akan mengurangi kecepatannya atau bergerak diperlambat hingga pada akhirnya berhenti bergerak. Jadi, percepatan atau perlambatan itu ada jika kecepatan benda berubah.

Selain percepatan ada pula istilah perlajuan. Perlajuan merupakan besar (harga mutlak) dari percepatan atau perlambatan. Nilainya selalu positif dan merupakan besaran skalar.

Percepatan Rata-Rata

Percepatan rata-rata didefinisikan sebagai perbandingan perubahan kecepatan dengan selang waktunya. Secara matematis ditulis sebagai berikut:

Percepatan rata-rata negatif artinya sama dengan perlambatan rata-rata.

Percepatan Sesaat

Percepatan rata-rata tidak menggambarkan percepatan pada suatu waktu tertentu. Percepatan pada waktu tertentu disebut dengan percepatan sesaat atau dalam kehidupan sehari-hari hanya disebut percepatan.

Percepatan sesaat didefinisikan sebagai limit percepatan rata-rata ketika selang waktunya mendekati nol (sangat kecil). Secara matematis ditulis sebagai berikut:

Itulah pembahasan kita kali ini. Pada pembahasan selanjutnya, akan diuraikan tentang gerak lurus yang terbagi menjadi dua, yaitu gerak lurus dengan kecepatan konstan atau biasa disebut gerak lurus beraturan (GLB) dan gerak lurus dengan percepatan konstan atau biasa disebut gerak lurus berubah beraturan (GLBB). Terima kasih.

Daftar Pustaka:
1. Indrajit, Dudi. 2009. Mudah dan Aktif Belajar Fisika 1. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional
2. Dosen-Dosen Fisika FMIPA ITS. 2005. Fisika I (Kinematika – Dinamika – Getaran – Panas). Surabaya: Yanasika ITS
3. Prasetio, Lea. 2005. Pengantar Fisika I (Kinematika). Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh Nopember
4. Purwoko., Dkk. 2013. Fisika 1. Bogor: Yudhistira
5. Saripudin, Aip., Dkk. 2009. Praktis Belajar Fisika 1. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional
6. Surya, Yohanes. 2001. Fisika Itu Mudah 1/A. Tangerang: Bina Sumber Daya Mipa

Tambahkan Komentar

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *