Kelajuan rata-rata ( v ) dan kecepatan

1. Kelajuan rata-rata ( v ) dan kecepatan

rata-rata (v) Istilah “kelajuan” atau “laju” menyatakan seberapa jauh

sebuah benda bergerak dalam selang waktu tertentu. Jika sebuah mobil menempuh 240 km dalam waktu 3 jam,

d apat kita katakan bahwa laju rata-ratanya adalah 80

km/jam. Secara umum, laju rata-rata sebuah benda

Sumber: Jawa Pos, 14 Juli 2006

idefinisikan sebagai jarak total yang ditempuh sepanjang

Gambar 2.6 Kelajuan dari

tiap-tiap sepeda berbeda-

lintasannya dibagi waktu yang diperlukan untuk menempuh

beda tergantung pada jarak

jarak tersebut.

dan waktu tempuh.

! Fisika X untuk SMA/MA

Secara matematis dituliskan:

dengan: v = laju rata-rata (m/s) s = jarak total yang ditempuh (m)

t = waktu tempuh yang diperlukan (s) Istilah kecepatan dan laju sering

d ipertukarkan dalam bahasa sehari- hari. Tetapi dalam fisika kita membuat

perbedaan di antara keduanya. Laju adalah sebuah bilangan positif dengan satuan m/s, yang menyatakan per- bandingan jarak yang ditempuh oleh

benda terhadap waktu yang dibutuh- Sumber: Encarta Encyclopedia, 2006 kannya. Kecepatan digunakan untuk Gambar 2.7 Kelajuan pesawat terbang akan berbeda

dengan kelajuan kereta api.

menyatakan baik besar (nilai numerik) mengenai seberapa cepat sebuah benda bergerak maupun arah geraknya. Dengan demikian, kecepatan merupakan besaran vektor. Ada perbedaan kedua antara laju dan kecepatan, yaitu kecepatan rata-rata didefinisikan dalam hubungannya dengan perpindahan, dan bukan dalam jarak total yang ditempuh.

dengan: v

= kecepatan rata-rata (m/s) Δ s = s 2 − s 1 = perpindahan benda (m) Δ t = t 2 − t 1 = interval waktu yang diperlukan (s)

L aju rata-rata dan kecepatan rata-rata sering memiliki besar yang sama, tetapi kadang-kadang tidak. Sebagai

contoh, ingat perjalanan yang kita bahas sebelumnya, pada Gambar 2.3, di mana seseorang berjalan 50 m ke Timur, kemudian 30 m ke Barat. Jarak total yang ditempuh adalah

Laju rata-rata adalah jarak

50 m + 30 m = 80 m, tetapi besar perpindahan adalah 20 m.

yang ditempuh per satuan

M isalkan perjalanan ini memerlukan waktu 50 s, maka:

waktu. Adapun kecepatan

jarak rata-rata adalah perpindahan - L

80 m

aju rata-rata : v = w

yang ditempuh per satuan

perpindaha n 2 0 m

- Kecepatan rata-rata : v = w

50 s = 0,4 m/s

aktu

Perbedaan antara laju dan besar kecepatan terjadi pada beberapa kasus, tetapi hanya untuk nilai rata-rata, dan kita jarang memperhitungkannya.

Bab 2 Gerak Lurus

Untuk membahas gerak satu dimensi sebuah benda pada umumnya, misalnya pada saat t 1 mobil berada pada sumbu x di titik x 1 pada sistem koordinat, dan beberapa w aktu kemudian pada waktu t 2 mobil berada pada titik

x 2 . Waktu yang diperlukan adalah Δ t = t 2 − t 1 , dan selama

selang waktu ini perpindahan benda itu adalah t 1 Δt = t 2 –t 1 t 2 Δ x = x 2 − x 1 . Dengan demikian, kecepatan rata-rata

idefinisikan sebagai perpindahan dibagi waktu yang

–x

x Δx = x 2 1

1 x 2 d iperlukan, dapat dirumuskan:

Gambar 2.8 Mobil bergerak

dengan perpindahan Ä x dalam

selang waktu Ä t .

dengan:

= kecepatan rata-rata (m/s) Δ x = x 2 − x 1 = perpindahan benda (m) Δ t = t 2 − t 1 = interval waktu yang diperlukan (s)

Pada persamaan tersebut, bila x 2 lebih kecil dari x 1 , benda bergerak ke kiri, berarti Δ x = x 2 − x 1 lebih kecil dari nol (bilangan negatif ). Tanda perpindahan, dan berarti juga tanda kecepatan, menunjukkan arah kecepatan rata- rata positif untuk benda yang bergerak ke kanan sepanjang sumbu x dan negatif jika benda tersebut bergerak ke kiri. Arah kecepatan selalu sama dengan arah perpindahan.

Contoh Soal Rena berjalan ke Timur sejauh 80 m, kemudian berbalik arah ke Barat menempuh

jarak 50 m. Perjalanan tersebut memerlukan waktu 50 s. Berapakah kelajuan rata-rata dan kecepatan rata-rata Rena dalam perjalanannya?

Penyelesaian: Jarak total = AB + BC

= 80 m + 50 m = 130 m

Perpindahan = AB – BC = AB – BC = 80 m – 50 m

A C = 30 m B

jarak total

Kelajuan rata-rata =

130 m

= 2,6 m/s

aktu tempuh 50 s

30 m Kecepatan rata-rata =

perpindaha n

= 0,6 m/s

aktu tempuh 50 s

!" Fisika X untuk SMA/MA

Uji Kemampuan 2.2

Sebuah mobil bergerak ke Timur dan menempuh jarak 80 km, kemudian berbelok ke Utara menempuh jarak 100 km. Jika perjalanan mobil tersebut ditempuh selama 2 jam 30 menit, tentukan:

a. jarak,

b. perpindahan,

c. kecepatan, dan

d . kelajuan!