Pokok bahasan tentang kecepatan, kecepatan, percepatan dan gerak benda tanpa melibatkan gaya-gaya yang menyebabkan gerak benda tersebut dibahas dalam kinematika. Dalam kinematika, suatu benda dikatakan bergerak bila benda tersebut berpindah posisi dari titik awal ke titik akhir.

Memahami Kinematika

Kinematika merupakan salah satu cabang ilmu fisika, khususnya mekanika klasik, yang fokus pada gerak benda dan sistem benda. Kinematika berkaitan dengan pokok bahasan kelajuan, perpindahan dan percepatan gerak benda yang berkaitan dengan waktu, tanpa membahas sebab-sebab gerak benda tersebut.

Dalam ilmu kinematika, suatu benda dikatakan bergerak jika benda tersebut mengalami pergerakan dari posisi awalnya ke posisi akhirnya. Kinematika berbeda dengan kinetika yang membahas tentang hubungan antara massa suatu benda, gaya-gaya yang bekerja pada benda, dan gerak yang dialami benda.

Untuk menghitung seberapa cepat suatu benda berpindah posisi dari titik awal ke titik akhir dalam selang waktu tertentu digunakan rumus kecepatan. Apabila kecepatan yang dialami benda selalu berubah setiap waktu tertentu maka dikatakan benda mengalami percepatan.

Kecepatan dan percepatan termasuk dalam besaran vektor karena memperhitungkan arah gerak benda. Kinematika yang akan dipelajari disini terbagi menjadi dua jenis, yaitu kinematika partikel dan kinematika gerak.

Kinematika Partikel

Partikel dalam Fisika digunakan untuk menyebut benda atau benda yang ukuran dan dimensinya sangat kecil. Namun dalam kinematika partikel, partikel yang dimaksud melibatkan setiap benda yang mempunyai massa dan ukuran, baik besar maupun atom.

Jadi kinematika partikel membahas tentang gerak suatu benda dalam satu satuan lengkap partikel tersebut. Benda dalam kinematika partikel disebut partikel karena benda tersebut terdiri dari banyak partikel yang bergerak bersama-sama dalam satu kesatuan utuh dan tidak mengalami putaran pada sumbu benda.

Kinematika Gerak

Kinematika gerak membahas tentang gerak suatu benda yang dilihat dalam skala besar atau makro. Kinematika gerak dibedakan menjadi gerak lurus beraturan (GLB) dan gerak lurus beraturan berubah bentuk (GLBB).

Gerak Lurus Beraturan (GLB)

Gerak Lurus Beraturan (GLB) adalah gerak suatu benda pada garis lurus dan mempunyai kelajuan tetap sepanjang waktu. Namun karena dalam kehidupan nyata sangat sulit menemukan benda yang bergerak dengan kecepatan konstan, maka digunakan pendekatan gerak relatif GLB.

Gerak relatif GLB merupakan gerak suatu benda yang dapat diperkirakan dengan pendekatan gerak konstan meskipun sebenarnya terdapat sedikit perubahan kecepatan.

Contoh gerak benda yang termasuk dalam Gerak Lurus Beraturan (GLB) adalah gerak kereta api pada lintasan kereta api yang lurus dan tanpa hambatan. Pergerakan kendaraan seperti mobil di jalan tol jalan bebas hambatan termasuk dalam Gerak Lurus Beraturan (GLB).

Gerak Lurus Berubah Seragam (GLBB)

Gerak Lurus Berubah Seragam (GLBB) adalah gerak linier suatu benda pada lintasan lurus yang mengalami perubahan kecepatan tetap atau konstan. Artinya pada Gerak Lurus Beraturan (GLBB), benda mengalami percepatan sampai suatu nilai tertentu (percepatan tidak sama dengan 0).

Jika suatu benda bergerak lebih cepat maka disebut percepatan, sedangkan jika benda bergerak lebih lambat disebut perlambatan. Percepatan atau perlambatan ini mempunyai nilai tetap dan dilambangkan dengan a.

Contoh Gerak Lurus Bervariasi Seragam (GLBB) adalah gerak bola yang dilempar ke atas, gerak benda jatuh dari ketinggian tertentu, gerak kendaraan yang memperlambat atau mempercepat geraknya, seseorang berseluncur di atas salju.

Benda yang bergerak ke atas secara alami akan mengalami perlambatan akibat adanya tarikan gravitasi bumi. Sedangkan benda yang bergerak ke bawah akan mengalami percepatan akibat tarikan gravitasi yang semakin besar saat mendekati bumi.

Rumus Kinematika

Rumus Kecepatan

Kecepatan atau kecepatan dalam Fisika diartikan sebagai seberapa cepat suatu benda berpindah dari suatu tempat ke tempat lain dalam selang waktu tertentu. Kecepatan merupakan besaran vektor yang memperhitungkan arah gerak suatu benda (perpindahan).

Sedangkan kelajuan suatu benda adalah kecepatan gerak suatu benda untuk menempuh jarak tertentu dalam selang waktu tertentu. Namun, kecepatan dan kecepatan dapat dihitung menggunakan rumus yang sama.

Kecepatan menggunakan jarak dibagi waktu sedangkan kecepatan dibagi perpindahan terhadap waktu.

Informasi:

v = kecepatan benda (m/s)
s = perpindahan benda (m)
Δt = selang waktu benda bergerak (detik)

Rumus Percepatan

Percepatan adalah proses perubahan kecepatan gerak suatu benda atau partikel dalam selang waktu tertentu. Percepatan suatu benda dapat mempercepat atau memperlambat gerak benda tersebut. Percepatan merupakan besaran vektor karena memperhitungkan arah gerak benda.

Sedangkan nilai percepatan disebut kecepatan karena merupakan besaran skalar yang tidak memperhitungkan arah. Secara matematis, untuk menghitung percepatan gerak suatu benda digunakan rumus berikut:

Informasi:

Kinematika Gerak

Kinematika gerak mencakup rumus-rumus untuk menghitung kecepatan gerak suatu benda yang berubah terhadap waktu (pengalaman percepatan). Berikut kinematika kecepatannya:

ayT =v0 + sebuah . T

Dan

ayT² = v0² + 2 a . S

Untuk menghitung jarak suatu benda digunakan kinematika posisi sebagai berikut:

Informasi:

ayT = kecepatan akhir (m/s)
ay0 = kecepatan awal (m/s)
a = percepatan (m/s²)
t = waktu
s = jarak benda (m)

Contoh Soal Kinematika

Sebuah kendaraan bermotor bergerak dari kecepatan 25 m/s ke 40 m/s dalam selang waktu 20 sekon. Tentukan percepatan rata-rata kendaraan bermotor selama selang waktu tersebut?

Diskusi

Dikenal:

v1 = 25 m/s
v2 = 40 m/s
Δt = 20 detik

Menjawab:

Jadi percepatan gerak kendaraan bermotor adalah 0,75 m/s²

Seekor sapi yang biasa membajak sawah bergerak lurus yang digambarkan dengan persamaan s = 3t² + 4t – 5 (s dalam meter dan t dalam sekon). Tentukan jarak yang telah ditempuh sapi tersebut pada waktu t = 4 sekon?

Diskusi

Dikenal:

s = 3t² + 4t – 5

Menjawab:

Untuk menghitung jarak yang ditempuh sapi pada waktu t = 4 sekon adalah:

s = 3 . 4² + 4 . 4 – 5

s = 3 x 16 + 16 – 5

s = 48 + 16 – 5 = 59m

Kinematika meliputi kinematika gerak dan kinematika partikel. Kinematika membahas tentang gerak suatu benda yang berpindah dari satu posisi ke posisi lain. Kinematika berkaitan dengan kecepatan, percepatan, dan sebagainya.

Share:

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *