Transcript Kinematika 1

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
9m
3m
D
B
3m
9m
C
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
B
20 m
?m
5m
D
8m
C
Jika benda bergerak lurus dari titik A ke B, ke C, lalu
ke D.
Maka:
Jarak yg ditempuh (s) = … m
Perpindahan (∆s) = … m  (+ / - ?)
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 60 km
pertama dalam 2 jam dan 60 km
berikutnya dalam 3 jam. Maka kelajuan
rata-rata mobil tersebut adalah:
• A. 25 km/jam
B. 24 km/jam
• C. 23 km/jam
• E. 21 km/jam
JAWAB : B
D. 22 km/jam
Contoh 2
Seseorang mengendarai mobil dari Bogor ke
Bandung menempuh jarak 120 km. 60 km
pertama dilalui dengan kelajuan rata-rata 40
km/jam sedangkan 60 km kedua dengan kelajuan
rata-rata 60 km/jam. Berapakah kelajuan ratarata untuk seluruh perjalanan? Apakah 50
km/jam?
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 ratarata untuk selang waktu
tempuh yang sangat kecil
(mendekati nol).
Contoh 3
Pada suatu lintasan lurus, seorang pelari
menempuh jarak 100 m dalam 10 s, kemudian
berbalik dan berjoging sejauh 50 m ke arah titik
awal selama 20 s. Berapakah kelajuan rata-rata
dan kecepatan rata-rata untuk seluruh
perjalanannya?
Gerak Lurus
1.
Gerak
Lurus
Beraturan
(GLB)
2.
Gerak
3.
Lurus
Gerak
Berubah
Vertikal
Beraturan
(GLBB)
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
vb = 2 m/s
vm = 5 m/s
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
Ditanya:
Jawaban 1.b:
a. waktu hingga
bertemu (t) = ....?
tb = tm = t = 3000 secon
b. tempat bertemu
(titik R) = ....?
sb = 6000 m
sb = vb x tb = 2 x 3000
Jadi titik R berada pada posisi 6000 m
dari kota P dan 15000 m dari kota Q
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
0
Timer
Mistar
Penjelasan
0m
10 m
20 m
30 m
35
40 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 masingmasing 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