Kinematika gerak lurus
| English | Bahasa Indonesia |
|---|---|
| acceleration/əkˌseləˈreɪʃn/ | percepatan |
| kinematics/ˌkɪnɪˈmætɪks/ | kinematika |
| distance/ˈdɪstəns/ | jarak tempuh |
| speed/spiːd/ | kecepatan (besaran skalar) |
| displacement/dɪˈspleɪsmənt/ | pindahan |
| velocity/vəˈlɒsɪti/ | kecepatan (vektor) |
| velocity–time graph/vəˈlɒsɪti taɪm ɡræf/ | grafik kecepatan–waktu |
| gradient/ˈɡreɪdɪənt/ | gradien |
| constant acceleration/ˈkɒnstənt əkˌseləˈreɪʃn/ | percepatan konstan |
Bahasa gerak
- Seberapa cepat mobil bergerak setelah 10 detik percepatan? Berapa jauh bola jatuh dalam 3 detik?
- Kinematika menjawab pertanyaan-pertanyaan ini dengan sekumpulan persamaan kuat — persamaan suvat.
Skalar, vektor, dan grafik
- Jarak dan kelajuan adalah skalar; pindah posisi, kecepatan, dan percepatan adalah vektor.
- Pada grafik kecepatan–waktu: luas = perpindahan, gradien = percepatan.
Pada grafik kecepatan–waktu, gradien adalah percepatan dan area di bawahnya adalah perpindahan.
- Turunkan untuk berpindah dari perpindahan → kecepatan → percepatan; integralkan untuk kembali.
Membaca grafik v–t. Garis lurus dari $(0, 0)$ ke $(4, 10)$: gradien $= \dfrac{10}{4} = 2.5\text{ m s}^{-2}$ (percepatan). Area $= \dfrac{1}{2} \times 4 \times 10 = 20\text{ m}$ (perpindahan).
Kinematika & grafik v–t
v = u + at
Percepatan konstan: gradien garis v–t adalah a, dan luasnya adalah perpindahan.
Pada grafik kecepatan–waktu, luas di bawah garis memberikan:
Luas = perpindahan; gradien memberikan percepatan.
Persamaan suvat
Untuk percepatan konstan:
Percepatan konstan saja. Persamaan suvat mengasumsikan percepatan tidak berubah. Jika percepatan bervariasi (mis. hambatan udara), Anda perlu kalkulus.
Pada grafik kecepatan-waktu, area adalah perpindahan dan gradien adalah percepatan
Sebuah mobil mulai dari keadaan diam dan dipercepat dengan percepatan 2,5 m/s² selama 4 s. Menggunakan v = u + at, berapakah kecepatannya (m/s)?
v = 0 + 2.5 × 4 = 10 m/s.
Untuk mobil yang sama (u = 0, a = 2,5, t = 4), berapa jarak yang ditempuh? (s = ut + ½at²)
s = 0 + ½ × 2.5 × 4² = ½ × 2.5 × 16 = 20 m.
Menggunakan v² = u² + 2as dengan u = 0, a = 3, s = 24, temukan v.
v² = 0 + 2(3)(24) = 144, sehingga v = 12 m/s.
Persamaan suvat berlaku ketika percepatan berubah-ubah.
Persamaan suvat mengasumsikan percepatan konstan. Untuk percepatan variabel, gunakan kalkulus.
Contoh kerja
- Dari keadaan diam ($u = 0$), $a = 2.5\text{ m s}^{-2}$, $t = 4\text{ s}$:
- $v = u + at = 0 + 2.5 \times 4 = 10\text{ m s}^{-1}$.
- $s = ut + \dfrac{1}{2}at^2 = 0 + \dfrac{1}{2}(2.5)(16) = 20\text{ m}$.
Percepatan berubah-ubah
- Ketika percepatan tidak konstan, gunakan kalkulus:
- $v = \dfrac{ds}{dt}$, $a = \dfrac{dv}{dt} = \dfrac{d^2s}{dt^2}$.
- Integralkan untuk berpindah ke arah sebaliknya: $s = \int v\,dt$, $v = \int a\,dt$.
- Pada grafik kecepatan–waktu luas adalah perpindahan; pada grafik perpindahan–waktu gradien adalah kecepatan. Turunan dan integral memindahkan antara keduanya; percepatan negatif adalah perlambatan.
Untuk mengubah perpindahan menjadi kecepatan, Anda harus:
Kecepatan adalah turunan dari perpindahan: v = ds/dt.
Anda telah memahaminya
- Grafik v–t: luas = perpindahan, gradien = percepatan
- suvat (a konstan): $v = u+at$, $s = ut + \tfrac12 at^2$, $v^2 = u^2 + 2as$
- turunkan s→v→a; integralkan untuk membalikkan