A. Posisi, Kecepatan, Dan Percepatan

Pada bahasan di sini, yang dimaksud dengan benda adalah benda titik. Benda titik adalah

benda yang hanya dapat bergerak translasi atau bergeser. Semua benda yang hanya bergerak

translasi, atau efek rotasinya diabaikan, dapat dianggap sebagai benda titik.

Sebuah benda dikatakan bergerak ketika ia mengalami perubahan posisi atau letak

terhadap titik acuan tertentu,yakni titik yang ditentukan untuk mengamati gerak. Sebagai

contoh, seorang polisi berada dalam mobil yang bergerak relatif terhadap tanah atau jalan.

Apakah polisi tersebut bergerak? Jawabannya ada dua, bisa “ya” dan juga bisa “tidak”,

bergantung pada apa yang dijadikan titik acuan. Jika titik acuannya adalah terminal, maka

polisi tersebut bergerak relatif terhadap terminal bersama mobil. Akan tetapi, jika titik

acuannya adalah mobil yang ia tumpangi, maka polisi tersebut diam terhadap mobil tersebut.

1. Posisi, Perpindahan, dan Jarak

Posisi adalah kedudukan atau letak benda terhadap titik acuan. Untuk menyatakan

posisi suatu benda, Anda harus melibatkan arah dari titik acuan. Sebgai contoh, Anda

berjalan dari rumah menuju ke sekolah mengikuti lintasan seperti diperlihatkan pada gambar

3.1

Gambar 3.1

Membedakan perpindahan dan jarak tempuh.

Ketika Anda sudah tiba di sekolah, Anda dikatakan telah berubah posisi. Posisi Anda

semula di rumah, sekarang menjadi di sekolah. Perubahan posisi inilah yang disebut

perpindahan. Jika ditarik garis lurus itulah besar perpindahan Anda. Arah perpindahan Anda

adalah arah dari rumah ke sekolah Anda. di laian pihak, panjang lintasan yang anda tempuh

dari rumah hingga ke sekolah disebut jarak yang Anda tempuh.

Terdapat perbedaan antara perpindahan dan jarak. Perpindahan merupakan besaran

vektor, yakni besaran yang memiliki nilai dan arah. Adapun jarak merupakan besaran skalar,

yakni besaran yang hanya memiliki nilai, tidak memiliki arah.

Example 3.1

Seorang atlet berlari mengelilingi lapanagn sebanyak 5 putaran. Jika panjang satu keliling

adalah 500 m, berapa perpindahan atlet tersebut? Berapa pula jarak yang ditempuh oleh atlet

itu?

Solution

Satu putaran adalah suatu lintasan sedemikian sehingga posisi akhir tepat sama dengan

posisi awal. Dengan demikian, meskipun atlet itu telah menempuh lima putaran,

perpindahannya sama dengan nol. Dengan kata lain, ia tidak berpindah, karena posisinya

tetap sama. Di lain pihak, jarak yang ditempuh atlet adalah 5 x 500 = 2.500 m = 2.5 km.

2. Kecepatan dan Kelajuan

Setiap benda yang bergerak memiliki kecepatan. Ketika anda berjalan lurus sejauh 20 km ke

timur dengan waktu tempuh 2 jam, dikatakan bahwa kecepatan rata-rata Anda adalah 20

km/2 jam = 10 km/jam ke timur. Kecepatan rata-rata didefenisiskan sebagai perpindahan

tiap satuan waktu. Jika dalam selang wakt t, benda berpindah sejauh x, kecepatan rata-

ratanya adalah :

Dengan v ( dibaca v bar ) menyatakan kecepatan rata-rata, dinyatakan dalam satuan meter per

sekon (m/s).

Selain kecepatan, besaran yang menyatakan seberapa cepat benda melaju adalah kelajuan. Kelajuan

menyatakan jarak yang ditempuh tiap satuan waktu. secara matematis, kelajuan dinyatakan oleh

persamaan :

Dengan v = kelajuan (m/s),

s = jarak (panjang lintasan) yang ditempuh (m) dan

t = waktu yang diperlukan (s)

Berbeda dengan kecepatan yang memiliki nilai dan arah (vektor), kelajuan hanya memiliki

nilai dan tidak memiliki arah (skalar). Secara umum, kelajuan memiliki nilai lebih besar dari nilai

kecepatan. Nilai kecepatan akan sama dengan nilai kelajuan hanya terjadi ketika benda bergerak

dalam lintasan lurus.

v=∆ x∆ t

v= st

Example 3.12

Sebuah benda dilemparkan vertikal ke atas dengan kecepatan awal 10 m/s.

Tentukanlah:

a. Waktu untuk mencapai tinggi maksimum, dan

b. Tinggi maksimum

Solution

Diketahui : v0=10 m/s.

a. Di titik tertinggi v=0.

v1=v0−¿ (tanda negatif menunjukkan gerak benda berlawanan arah dengan percepatan

gravitasi)

0=v0−¿→t=v0

g=1 s

b. Tinggi maksimum yakni tinggi pada saat t = 1 s

y= y0+v0 t−12.¿2; y0=0

y=0+10 .1−12.12

y=10 .1−12.10 .12

y=10−5

y=5m