KINEMATIKA

KINEMATIKA Mempelajari gerak sebagai fungsi dari waktu tanpa mempedulikan penyebabnya Manfaat Perancangan suatu gerak: Jadwal kereta, pesawat terbang, dll Jadwal pits stop pada balapan F1, pengaturan lalu lintas Untuk memprediksi terjadinya suatu peristiwa Gerhana bulan, gerhana matahari, awal bulan puasa Model (analogi) bagi fenomena lain di luar ruang lingkup fisika. Pertumbuhan tanaman, pertumbuhan penduduk, pertumbuhan ekonomi dll.

Jarak dan Perpindahan Gerak adalah perubahan kedudukan suatu benda terhadap titik acuan tertentu. Kedudukan adalah letak suatu benda pada suatu waktu tertentu terhadap suatu acuan tertentu. Jarak (s) adalah panjang lintasan yang ditempuh oleh suatu benda terhadap titik acuan. Jarak termasuk besaran skalar dan selalu bernilai positif. Perpidahan (∆s) adalah perubahan posisi benda dihitung dari posisi awalnya. Perpindahan termasuk besaran vektor. Perpindahan bernilai positif jika arah gerak ke kanan atau ke atas. Perpindahan bernilai negatif jika arah gerak ke kiri atau ke bawah.

Jarak dan Perpindahan Perhatikan gambar berikut: A 9 m B 3 m C 3 m D Jika benda bergerak lurus dari titik A ke B, ke C, lalu ke D. Maka: Jarak yang ditempuh (s) = 9 m + 3 m + 9 m = 21 m Perpindahan (∆s) = + 9 m + (-3 m) + (-9 m) = -3 m Perpindahan (harga mutlak) │∆s│ = 3 m

Jarak dan Perpindahan Perhatikan gambar berikut: A 22 m B C 6m ? m D 7m Jika benda bergerak lurus dari titik A ke B, ke C, lalu ke D. Maka: Jarak yg ditempuh (s) = … m Perpindahan (∆s) = … m  (+ / - ?)

Serangga berturut-turut bergerak 12 cm ke arah Timur, 9 cm ke arah Selatan, 5 cm ke arah Barat, dan 6 cm ke arah Utara. Berapa jarak dan perpindahan yang ditempuh oleh serangga dari titik awalnya??

B A 8 cm E ? cm 5 cm 4 cm D 3 cm C Jarak = 8 + 5 + 3 + 4 = 20 cm Perpindahan = √(52 + 12) Perpindahan = √26 cm

Kelajuan Kelajuan adalah panjang lintasan yang ditempuh oleh benda per satuan waktu. Kelajuan termasuk besaran skalar. Alat untuk mengukur kelajuan adalah speedometer. Kelajuan rata-rata (vr) adalah jarak yang ditempuh oleh benda (s) per selang waktu tempuh (∆t). Kelajuan sesaat (vt) adalah kelajuan rata-rata untuk selang waktu tempuh yang sangat kecil (mendekati nol).

Contoh 1 Sebuah mobil menempuh jarak 70 km pertama dalam 2 jam dan 70 km berikutnya dalam 3 jam. Maka kelajuan rata-rata mobil tersebut adalah:

Contoh 2 Seseorang mengendarai mobil dari Bogor ke Bandung menempuh jarak 140 km. 70 km pertama dilalui dengan kelajuan rata-rata 40 km/jam sedangkan 70 km kedua dengan kelajuan rata-rata 60 km/jam. Berapakah kelajuan rata-rata untuk seluruh perjalanan?

Kecepatan Kecepatan adalah besarnya perpindahan benda tiap satuan waktu. Kecepatan termasuk besaran vektor. Kecepatan rata-rata (vr) adalah perpindahan benda (∆s) per selang waktu tempuh (∆t). Kecepatan sesaat (vt) adalah kecepatan rata-rata untuk selang waktu tempuh yang sangat kecil (mendekati nol).

Contoh 3 Pada suatu lintasan lurus, seorang pelari menempuh jarak 150 m dalam 15 s, kemudian berbalik dan berjoging sejauh 75 m ke arah titik awal selama 30 s. Berapakah kelajuan rata-rata dan kecepatan rata-rata untuk seluruh perjalanannya?

Contoh 4 Sebuah partikel berada di x =+5m pada t =0, x = -7m pada t =6s, dan =+2m pada t =10s. Carilah kecepatan rata rata partikel selama selang (a) t =0 sampai t =6s, (b) t =6s sampai t =10s,dan (c) t =0 sampai t =10s.

JAWAB: (a) v = 7 - 5 6 - 0 = 0.3333 m/s (b) v = 2 - (7) 10 - 6 =1,25m/s (c) v = 2 - 5 10 - 0 = 0,3m/s

Contoh 5 Cahaya merambat dengan kelajuan c =3 x 108 m/s (a)Berapa waktu yang dibutuhkan cahaya untuk bergerak dari matahari ke Bumi yangberjarak 1, 5 x 1011 m? (b) Berapa waktu yang dibutuhkan cahaya untuk bergerak dari bulan ke bumi yang berjarak 3, 84 x 108 m? (c) Satu tahun cahaya adalah satuan jarak yang sama dengan jarak yang ditempuh cahaya dalam 1 tahun. Carilah jarak ekivalen dari 1 tahun cahaya dalam kilometer dan dalam mil.

JAWAB: (a) t = 1, 5 x 1011 m 3 x 108 m/s =500s (b) t = 3, 84 x 108 m =1, 28s (c) x = 3 x 108 m/s x (365)(24)(3600)s 1000 =9,4608 x 1012 km =5,88 x 1012 mil

Contoh 6 Bintang yang terdekat dengan Bumi adalah Proxima Centauri dan jaraknya sejauh 4, 1 x 1013 km dari bumi. (a)Berapa waktu yang dibutuhkan sinyal cahaya yang dikirim dari bumi untuk mencapai Proxima Centauri? (b)Berapa tahun waktu yang dibutuhkan pesawat ruang angkasa yang bergerak dengan kelajuan 1013 C untuk mencapai Proxima Centauri?

2. 1. 3. G e r a k L u r u s Gerak Gerak Lurus Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLB) 2. Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) 3. Gerak Vertikal

Gerak Lurus Beraturan (GLB)

Persamaan dan Grafik GLB Gerak Lurus Beraturan (GLB) adalah gerak benda yang lintasannya berupa garis lurus dan jarak yang ditempuh tiap satuan waktu selalu sama. Grafik hubungan v – t Grafik hubungan s – t

Gerak Lurus Beraturan (GLB) Contoh Soal Soal 1: Kota P dan kota Q berjarak 21 km. Sebuah bajaj bergerak dari kota P menuju kota Q dengan kecepatan tetap sebesar 2 m/s. Pada saat yang bersamaan sebuah sepeda motor bergerak dari kota Q menuju kota P dengan kecepatan tetap sebesar 5 m/s. a. setelah berapa lama perjalanan bajaj dan sepeda motor dapat bertemu? b. tentukan tempat bertemunya antara bajaj dan sepeda motor!

Pembahasan Diketahui: sPQ = 21 km = 21000 m Jawaban 1.a: vb = 2 m/s vm = 5 m/s Ditanya: a. waktu hingga bertemu (t) = ....? b. tempat bertemu (titik R) = ....? Jawaban 1.a: t = sPQ / (vb + vm) t = 21000 / (2 + 5) t = 3000 secon Jadi bajaj dan motor bertemu di titik R setelah t = 3000 secon Jawaban 1.b: tb = tm = t = 3000 secon sb = vb x tb = 2 x 3000 sb = 6000 m Jadi titik R berada pada posisi 6000 m dari kota P dan 15000 m dari kota Q

5 4 3 2 1 Galih dan Ratna terpisah pada jarak 10 m. Ratna bergerak dengan kecepatan 5 m/s. Galih mengejar dengan kecepatan 7 m/s, Kapan dan dimana mereka akan sejajar? Start 5 4 3 2 1 Timer Mistar Penjelasan 0 m 10 m 20 m 30 m 40 m 35 m

Jarak mula-mula 10 m. Ratna bergerak menjauh dengan kecepatan 5 m/s, berarti dalam 1 s menambah jarak 5 m Galih mengejar dengan kecepatan 7 m/s, berarti dalam 1 s mengurangi jarak 7 m Total dalam 1 s, jarak berkurang 2 m(7 m - 5 m) Jarak 10 m habis dalam waktu 5 s (10 m : 2 m/s) Mereka sejajar setelah 5 s. Tempat pertemuan Ditinjau dari Ratna : Ratna bergerak dengan kecepatan 5 m/s, berarti selama 5 s menempuh jarak 25 m (5 m/s x 5 s) Ditinjau dari Galih : Galih bergerak dengan kecepatan 7 m/s, berarti selama 5 s menempuh jarak 35 m (7 m/s x 5 s) Kesimpulan : Mereka sejajar pada detik ke-5, 25 m dari tempat Ratna mula-mula, atau 35 m dari tempat Galih mula-mula

Galih dan Ratna berhadapan pada jarak 100 m. Mereka berdua bergerak saling mendekat masing-masing dengan kecepatan 5 m/s. Seekor lalat iseng terbang bolak-balik diantara keduanya dengan kecepatan 10 m/s. Berapakah jarak yang ditempuh lalat tersebut sebelum akhirnya terjepit di antara mereka berdua? 5 m/s 5 m/s 100 m animate

Pemecahan : Galih bergerak mendekat dengan kecepatan 5 m/s artinya, dalam 1 sekon, Galih mengurangi jarak 5 m Ratna bergerak mendekat dengan kecepatan 5 m/s, artinya, dalam 1 sekon Ratna mengurangi jarak 5 m Total dalam 1 sekon jarak berkurang 10 m (5 m+ 5m) Jarak 100 m habis dalam waktu 10 s (100 m : 10 m/s) Berarti lalat punya waktu bergerak selama 10 s. Karena kecepatannya 10m/s (dalam 1 s menempuh jarak 10 m), maka dalam 10 s menempuh jarak 100 m (10 m/s x 10 s)

Aku Masih Kuliah Ketika temanku bangun, aku masih tidur. Ketika temanku mandi, aku masih tidur. Ketika temanku kuliah, aku masih tidur. Ketika temanku pulang, aku bangun. Dan, Ketika temanku lulus, aku masih kuliah. Sebuah renungan