Kelajuan Rata-Rata Kecepatan dan Kelajuan

Fisika SMAMA XI 4

1. Kecepatan dan Kelajuan

Kendaraan yang berjalan di jalan raya dapat bergerak dengan kecepatan tetap apabila tidak ada hambatan selama perjalanan. Akan tetapi, kendaraan tersebut harus mengurangi kecepatan bahkan berhenti karena terhalang pintu kereta api atau lampu lalu lintas.

a. Kelajuan Rata-Rata

Sebuah bus bergerak dengan kelajuan rata-rata 40 km per jam, artinya dalam waktu satu jam bus bergerak menempuh jarak 40 km. Jadi, kelajuan bus adalah : Sumber : Penerbit Gambar 1.1 Kendaraan berhenti waktu ada palang KA .... 1 Apabila sebuah bus bergerak dengan kecepatan rata- rata 40 kmjam, maka dalam waktu 1 jam bus menempuh jarak 40 kmjam. Mungkin bus selalu bergerak dengan kelajuan tetap sebesar 40 kmjam. Mungkin juga bus mula- mula bergerak dengan kelajuan 40 km per jam selama setengah jam, lalu bus berhenti karena sang sopir hendak makan, lalu bus bergerak lagi dengan kecepatan 80 kmjam selama setengah jam. Total jarak yang ditempuh bus tetap 40 km selama 1 jam. Dengan demikian, kelajuan rata-rata tidak bisa menggambarkan gerakan setiap saat. Begitu juga dengan kecepatan rata-rata. Kecepatan rata-rata didefinisikan sebagai: .... 2 Satuan kelajuan dalam standar internasional SI adalah mdetik. Dalam kehidupan sehari-hari sering digunakan satuan kmjam. Apa perbedaan antara kecepatan rata-rata dengan kelajuan rata-rata? Perbedaan antara kecepatan rata-rata dan kelajuan rata-rata bukan sekadar perbedaan antara besaran vektor dan besaran skalar saja. Kecepatan rata-rata merupakan besaran vektor karena perpindahan adalah perubahan posisi. Kita ambil gerak pada arah sumbu x. Jika posisi mula-mula adalah Di unduh dari : Bukupaket.com 5 Fisika SMAMA XI dan posisi selanjutnya adalah maka perpindahannya: .... 3 Perpindahan bisa positif atau negatif tergantung besar dan . Jika maka gerakan positif atau ke kanan, jika maka gerakan ke kiri. Gambar 1.2 Posisi mobil bergerak dari titik ke titik , perpindahannya - x Contoh Soal 1 Seorang anak pergi ke toko dengan menggunakan sepeda. Semula, dalam waktu 4 menit ia dapat menempuh jarak 150 meter. Ternyata dia lupa membawa uangnya sehingga dia kembali ke rumah dalam waktu 2 menit. Di rumah dia mencari dompetnya selama 5 menit. Kemudian dia berangkat lagi ke toko yang berjarak 500 meter dalam waktu 9 menit. Berapa kecepatan rata-rata anak itu? Berapa kelajuan rata-rata anak itu? Penyelesaian : Jika rumah anak diberi posisi nol maka posisi toko pada x = 500 m. Perpindahan posisi anak itu adalah - = 500 m. Untuk mencari kecepatan rata-rata, kita hanya melihat posisi awal dan akhirnya saja tanpa melihat bagaimana dia menempuh jarak itu. Waktu yang diperlukan: 4 menit + 2 menit + 5 menit + 9 menit = 20 menit. Kecepatan rata-rata anak itu: Jadi, kecepatan rata-rata anak itu 25 mmenit atau dalam Standar Internasional SI 0,42 mdetik. Di unduh dari : Bukupaket.com Fisika SMAMA XI 6 Jarak total yang ditempuh anak itu adalah 150 + 150 + 500 = 800 meter. Waktu yang diperlukan anak itu adalah 20 menit. Jadi, kelajuan anak itu adalah 40 mmenit atau 0,67 mdetik. Kecepatan rata-rata berbeda dengan rata-rata kecepatan karena waktu selama gerakan berbeda. Pada contoh 1, kecepatan rata-rata anak ketika berangkat adalah 1504 menit = 0,625 mdetik, kecepatan saat kembali ke rumah adalah -1502 menit = -1,25 mdetik, kecepatan rata-rata anak itu saat berangkat kembali ke toko adalah 1,39 mdetik. Rata-rata ketiga kecepatan itu Contoh Soal 2 Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan rata-rata 30 kmjam. Berapakah jarak yang ditempuh oleh mobil selama 10 menit? Penyelesaian : Perpindahan yang dialami mobil adalah Jadi, selama 10 menit, mobil berpindah sejauh 5000 meter atau 5 km. Soal Latihan Sebuah kapal boat bergerak dengan kecepatan rata-rata 10 mdet. Berapakah perpindahan yang ditempuh selama 5 detik? Di unduh dari : Bukupaket.com 7 Fisika SMAMA XI Apabila perpindahan dinyatakan dalam grafik fungsi waktu, maka kecepatan rata-rata adalah kemiringan dari garis lurus yang ditarik dari titik awal sampai titik akhirnya. Kita bisa melihatnya pada Gambar 1.3. Kecepatan rata-rata adalah kemiringan garis lurus yang ditarik dari titik awal sampai titik yang dituju. Bila kita mencari kecepatan rata-rata dari A sampai B maka kecepatan rata- ratanya kemiringan garis AB .... 4 Kecepatan rata-rata dari titik A ke titik C , kemiringan garis AC. .... 5 Gambar 1.3 Posisi sebagai fungsi waktu. Benda bergerak dari titik A ke titik C melalui titik B. Kecepatan rata-rata dari A sampai B adalah kemiringan garis lurus AB, dan kecepatan rata-rata dari A sampai C adalah kemiringan garis AC. Di unduh dari : Bukupaket.com Fisika SMAMA XI 8

b. Kecepatan Sesaat