Kerangka Acuan, Sistem Koordinat, dan Pengertian Gerak

KEGIATAN BELAJAR 3 KINEMATIKA PARTIKEL

A. Pendahuluan

Dalam bab ini akan dibahas tentang kinematika partikel. Cabang ilmu mekanika yang meninjau gerak partikel tanpa meninjau penyebab geraknya disebut sebagai kinematika. Setelah mempelajari Kinematika Partikel ini, diharapkan Anda dapat: 1 menjelaskan fungsi kerangka acuan. 2 menjelaskan perbedaan posisi, kecepatan, dan percepatan. 3 menjelaskan perbedaan faktor yang mempengaruhi gerak dengan kecepatan konstan dan percepatan konstan. 4 menjelaskan hubungan akibat dari beberapa kombinasi gerak. 5 menganalisis penyebab gerak melingkar beraturan. 6 menjelaskan hubungan kerangka acuan dengan gerak relatif.

B. Beberapa Pengertian dalam Gerak

Sebelum mendiskusikan tentang gerak secara mendalam, ada beberapa hal penting akan kita diskusikan lebih dahulu, yaitu: kerangka acuan, jarak, perpindahan, kelajuan, kecepatan, dan percepatan.

1. Kerangka Acuan, Sistem Koordinat, dan Pengertian Gerak

Misalnya kereta pada Gambar 1 melintas dengan kecepatan 80 kmjam. Ketika Anda sedang duduk dalam kereta api tersebut, Anda melihat seorang penumpang lain berjalan ke arah gerbong depan dengan kecepatan 5 kmjam, seperti terlihat pada Gambar 1. Titik acuan gerak orang tersebut adalah kereta api. Orang lain yang berada di luar kereta api akan melihat orang tersebut berjalan dengan kecepatan 85 kmjam Mengapa? Bagaimana bila orang tersebut berjalan ke arah gerbong belakang? Setiap gerak didefinisikan sebagai perubahan posisi relatif terhadap titik acuan tertentu. Namun dalam kehidupan sehari-hari kita sering menggunakan bumi tanah sebagai titik acuan umum. Banyak besaran fisis lain yang pengukuran kuantitasnya juga menggunakan titik acuan, contohnya jarak. Anda menyebut perjalanan menuju Jakarta, menempuh jarak 800 km. Pertanyaan yang muncul, dari mana titik acuannya? Kalau dari Gambar 1 Seseorang berjalan dalam kereta api yang melaju. PENDALAMAN MATERI ILMU PENGETAHUAN ALAM: FISIKA 249 Y Surabaya, mungkin benar, tetapi kalau dari Semarang apakah juga 800 km? Selain jarak, bila kita menyatakan selang waktu dan arah juga harus menggunakan titik acuan. Untuk mempermudah penentuan jarak dan arah, kita sering menggunakan sumbu-sumbu koordinat seperti ditunjukkan pada Gambar 2, yang lazim disebut sistem koordinat Cartesius dua dimensi 2D. Dengan sistem koordinat tersebut akan lebih mudah untuk menentukan titik acuan. Posisi yang terletak di sebelah kanan titik asal koordinat -titik 0,0- pada sumbu-x diperjanjikan memiliki nilai x positif; yang berada di sebelah kiri titik asal pada sumbu-x memiliki nilai x negatif. Posisi titik-titik di atas titik asal pada sumbu-y memiliki nilai y positif, sedangkan titik-titik yang berada di bawah titik asal pada sumbu-y diperjanjikan memiliki nilai y negatif. Sebarang titik yang lain dapat ditentukan posisinya dengan menggunakan sumbu-sumbu x dan y, misalnya posisi titik A pada Gambar 2 adalah 2, 3. Artinya, titik tersebut berada 2 satuan di sebelah kanan titik asal, searah sumbu-x dan 3 satuan di atas titik asal, searah sumbu-y. Tentukan posisi titik B, pada Gambar 2

2. Vektor dan Skalar