Mendeskripsikan gerak
Diperkenalkan| English | Bahasa Indonesia |
|---|---|
| distance/ˈdɪstəns/ | The total length of a path travelled. |
| displacement/dɪˈspleɪsmənt/ | The straight-line change in position, including direction. |
| speed/spiːd/ | The distance travelled per unit time. |
| velocity/vəˈlɒsɪti/ | kecepatan |
| acceleration/əkˌseləˈreɪʃn/ | percepatan |
| gradient/ˈɡreɪdɪənt/ | The change in the vertical coordinate divided by the change in the horizontal coordinate. |
| deceleration/dɪˌseləˈreɪʃn/ | Acceleration opposite to an object's velocity, causing its speed to decrease. |
| tangent/ˈtændʒənt/ | A straight line that touches a curve at a point and has the same direction there. |
Ke sana dan kembali
- Seorang pelari melakukan satu putaran lintasan $400\ \text{m}$ dan berhenti di titik awal.
- Jarak tempuh: $400\ \text{m}$. Perpindahan: $0$.
- Mendeskripsikan gerak dengan baik dimulai dengan menggunakan kata-kata seperti ini secara tepat.
Lima kata kunci
- jarak (skalar) — panjang lintasan total; perpindahan (vektor) — garis lurus, dari awal ke akhir.
- kecepatan (skalar) — laju perubahan jarak; velocity (vektor) — laju perubahan perpindahan.
- percepatan (vektor) — laju perubahan kecepatan. Satuan: $\dfrac{\text{m}}{\text{s}}$ dan $\dfrac{\text{m}}{\text{s}^2}$.
Grafik kecepatan-waktu — gradien memberikan percepatan, area memberikan perpindahan
Graf kecepatan–waktu
v = u + at
Pada grafik kecepatan–waktu, gradien adalah percepatan dan luas di bawahnya adalah jarak tempuh.
Laju perubahan kecepatan terhadap waktu disebut ____.
Percepatan adalah seberapa cepat kecepatan berubah — sebuah vektor, dalam $\dfrac{\text{m}}{\text{s}^2}$.
Kuantitas manakah yang merupakan laju perubahan perpindahan?
Kecepatan adalah laju perubahan perpindahan (vektor). Kelajuan adalah laju perubahan jarak (skalar).
Cocokkan setiap istilah dengan definisi yang ditandai oleh penguji.
Kelajuan dan kecepatan berbeda hanya satu kata, jarak berhadapan dengan perpindahan, dan kata itulah penentunya.
Perlambatan bukan besaran baru — itu hanyalah percepatan yang mengarah berlawanan dengan kecepatan (percepatan negatif).
Rangkaian eksperimen untuk mengukur percepatan gravitasi jatuh bebas
Deselerasi adalah kuantitas yang sama sekali terpisah dari percepatan.
Tidak — deselerasi hanyalah percepatan dalam arah yang berlawanan dengan gerak (percepatan negatif).
Dua grafik melakukan tugasnya
- Sebagian besar soal gerak menggunakan grafik posisi-waktu atau grafik kecepatan-waktu.
- Keseluruhan keterampilan adalah mengetahui apa arti gradien dan area pada masing-masing grafik.
Grafik posisi-waktu
- Gradien (kemiringan) = kecepatan.
- Datar → diam. Lurus → kecepatan konstan. Melengkung → buat garis singgung.
Pada grafik perpindahan–waktu, garis datar (horizontal) berarti benda diam.
Garis datar memiliki gradien nol, dan gradien adalah kecepatan — jadi kecepatannya nol (diam).
Grafik kecepatan-waktu
- Gradien = percepatan.
- Area di bawah garis = perpindahan.
Cocokkan setiap fitur grafik dengan apa yang dikatakannya kepada Anda.
Gradien memberikan laju perubahan; luas di bawah grafik kecepatan–waktu menjumlahkan perpindahan.
Perpindahan dari area
- Pecah area menjadi segitiga dan persegi panjang, lalu jumlahkan semuanya.
- Segitiga $= \tfrac{1}{2} \times \text{base} \times \text{height}$; persegi panjang $= \text{base} \times \text{height}$.
Mobil melaju dari diam menjadi $20\ \dfrac{\text{m}}{\text{s}}$ dalam $10\ \text{s}$ (garis lurus pada grafik kecepatan–waktu). Seberapa jauh mobil itu bergerak?
Perpindahan = luas di bawah garis = $\tfrac{1}{2} \times \text{base} \times \text{height} = \tfrac{1}{2} \times 10 \times 20 = 100\ \text{m}$.
Contoh terpecah: membaca perjalanan lift
- Grafik kecepatan-waktu menunjukkan lift naik: $0$ ke $2.0\ \text{m/s}$ dalam $4.0\ \text{s}$, kemudian stabil selama $10\ \text{s}$, lalu kembali ke diam dalam $2.0\ \text{s}$. Temukan percepatan di setiap tahap dan jarak total.
- Gradien memberikan percepatan: $2.0/4.0 = 0.50\ \text{m/s}^2$, kemudian $0$, kemudian $-2.0/2.0 = -1.0\ \text{m/s}^2$.
- Area memberikan jarak: sebuah segitiga $\tfrac{1}{2}(4.0)(2.0) = 4.0\ \text{m}$, sebuah persegi panjang $(10)(2.0) = 20\ \text{m}$, sebuah segitiga $\tfrac{1}{2}(2.0)(2.0) = 2.0\ \text{m}$.
- Total: $26\ \text{m}$. Pecah grafik menjadi segitiga dan persegi panjang lalu jumlahkan. Jangan mencoba menyesuaikan satu rumus untuk seluruh perjalanan.
- Kesalahan paling umum di sini adalah menghitung gradien padahal soal meminta luas. Gradien adalah percepatan; luas adalah perpindahan.
Pada grafik kecepatan-waktu, lift melaju dari diam menjadi 2.0 m/s dalam 4.0 s. Seberapa jauh lift itu bergerak pada tahap tersebut, dalam meter?
Luas bagian itu adalah segitiga: setengah dari 4.0 x 2.0 = 4.0 m. Luas adalah perpindahan; gradien, 0.50 m/s^2, adalah percepatan.
Contoh terpecahkan: ketika tidak ada waktu yang diberikan
- Sebuah mobil dipercepat secara seragam dari $8.0\ \text{m/s}$ ke $20\ \text{m/s}$ selama $56\ \text{m}$. Temukan percepatannya.
- Daftar apa yang Anda miliki: $u = 8.0$, $v = 20$, $s = 56$, $a = ?$, dan $t$ tidak diperlukan serta tidak diketahui.
- Maka pilih persamaan tanpa $t$ di dalamnya: $v^2 = u^2 + 2as$.
- $20^2 = 8.0^2 + 2a(56)$, sehingga $400 - 64 = 112a$ dan $a = 3.0\ \text{m/s}^2$.
- Itulah seluruh metode untuk soal-soal ini: tuliskan $s, u, v, a, t$, tandai satu yang tidak Anda miliki dan tidak butuhkan, lalu pilih persamaan yang tidak memuatnya.
Urutkan metode untuk masalah percepatan konstan.
Memilih persamaan yang tidak memiliki kuantitas yang tidak Anda miliki maupun inginkan menghindari penyelesaian dua persamaan sekaligus.
Mobil dipercepat secara seragam dari 8.0 m/s menjadi 20 m/s selama 56 m. Berapakah percepatannya, dalam m/s^2?
Tidak ada waktu yang diberikan atau dibutuhkan, jadi gunakan v^2 = u^2 + 2as: 400 - 64 = 112a, a = 3.0 m/s^2.
⟦⟧ Nilai yang sering terlewat
- Gradien adalah percepatan, luas adalah perpindahan. Bacalah mana yang diminta soal sebelum menyentuh grafik.
- Persamaan gerak hanya berlaku untuk percepatan konstan. Pada grafik melengkung, hanya metode grafik yang dapat digunakan.
- Pilih satu arah sebagai positif dan jaga konsistensi tanda sepanjang perjalanan. Dengan 'naik' positif, $a = -9.81\ \text{m/s}^2$ pada saat turun juga sama dengan saat naik.
- Jarak adalah panjang lintasan total; perpindahan adalah posisi akhir relatif terhadap awal dalam arah tertentu. Perjalanan pergi-pulang memiliki jarak tetapi nol perpindahan.
- Kecepatan (speed) adalah laju perubahan jarak, kecepatan (velocity) adalah laju perubahan perpindahan. Kedua definisi berbeda oleh satu kata, dan kata itulah kunci nilainya.
Manakah dari berikut ini yang merupakan kesalahan dalam soal kinematika? Pilih semua yang berlaku.
Yang terakhir adalah metode yang benar. Kesalahan tanda adalah yang paling halus: begitu naik ditetapkan positif, a tetap negatif untuk seluruh penerbangan, termasuk bagian turun.
Anda telah memahaminya
- Jarak & kecepatan (speed) adalah skalar; perpindahan, kecepatan (velocity) & percepatan adalah vektor
- gradien grafik perpindahan–waktu = kecepatan; gradien grafik kecepatan–waktu = percepatan
- luas di bawah grafik kecepatan–waktu = perpindahan