KINEMATIKA

Tim Fisika FTP

GERAK PADA SATU DIMENSI

Posisi, Laju, Kecepatan dan PERCEPATAN

Posisi

Posisi dari suatu partikel adalah lokasi dari suatu partikel relatif terhadap titik referensi tertentu.

Contoh:

• Mobil bergerak dari titik A menuju B, kemudian menuju C, D, E dan kemudian F.

• Posisi mobil adalah x m dari titik 0.

Kecepatan

Kecepatan: Besarnya jarak perpindahan suatu obyek yang dibagi dengan waktu yang digunakan untuk berpindahnya obyek tersebut

v av

 

x



t v t



dx dt v av

= kecepatan rata-rata

v t

= kecepatan sesaat pada waktu t

Contoh

• Kecepatan mobil untuk sampai di C dari titik O adalah 38/30 = 1.3 m/s • Berapa kecepatan mobil untuk mencapai titik F diukur dari titik C?

LAJU

Laju:

Besarnya jarak yang telah ditempuh oleh benda per satuan waktu tempuh tersebut

v



d



t

Contoh

• Laju mobil untuk sampai dititik D dari titik A adalah (22+14+38)/ 30=2.47 m/s • Berapa kecepatan rata rata mobil untuk mencapai titik F diukur dari titik O?

PERCEPATAN

Percepatan: perubahan kecepatan dari suatu partikel per satuan waktu

a

 

v



t

• Gambar a: gerak dengan kecepatan konstan • Gambar b: gerak dengan percepatan positif (+) atau dipercepat • Gambar b: gerak dengan percepatan negatif (-) atau perlambatan

Persamaan dalam gerak dengan percepatan

Persamaan

v t = v 0 + a t S= v t x t S= v 0 t + ½ at 2 V t 2 =V 0 2 + 2aS

Keterangan penggunaan

Kecepatan sebagai fungsi dari waktu Jarak sebagai fungsi kecepatan Jarak sebagai fungsi dari waktu Kecepatan sebagai fungsi dari jarak

Contoh Soal

Sebuah melaju pada kecepatan konstan 45 m /s melewati seorang polisi dengan sepeda motornya tersembunyi di balik papan iklan. Satu detik setelah mobil tersebut melaju melewati papan iklan, polisi keluar untuk menangkap mobil tersebut dengan percepatan 3m/s 2 . Berapa lama waktu yang diperlukan polisi tersebut untuk menyalip mobil?

Jawab

• Jarak mobil ketika polisi mulai mengejar: S mobil = v mobil .t = 45m/s x 1 s = 45 m • Jarak yang elah ditempuh oleh motor polisi ketika berhasil menangkap mobil adalah: S= V 0 t + ½ at 2 = 0 + ½ 3t 2 • Jarak yang telah ditempuh polisi waktu berhasil mengejar mobil adalah sama dengan jarak mobil, sehingga: S polisi= Smobil ½ at 2 ½ .3.t

2 = 45 + v mobil .t

= 45 + 45t  1.5t

2 -45t-45=0 t = 31 detik (diambil yang positif)

Gerak Jatuh Bebas

Pada dasarnya gerak jatuh bebas sama dengan gerak dengan percepatan.

Percepatan menggunakan percepatan gravitasi, yaitu +9.8 m/s 2 .

Untuk gerak vertikal ke atas, percepatan juga menggunakan percepatan gravitasi, hanya saja nilainnya negatif (-)

Contoh Soal

Sebuah batu dilempar ke vertikal atas dari atap suatu gedung dengan kecepatan awal 20m/s. Tinggi gedung tersebut adalah 50 m.

Hitunglah: a.

Tinggi maksimal batu tersebut diukur dari permukaan tanah b.

c.

Berapa lama batu tersebut akan menyentuh tanah, dihitung dari saat ketika batu tersebut dilempar.

Berapa kecepatan batu saat menyentuh tanah

Jawab

• Waktu untuk mencapai titik tertinggi v t =v o + at  0 = v o + at  • Ketinggian maksimal batu t= -20/(-9.8)= 2.04 detik S total = S B + 50 m = 50 + v 0 t + ½ at 2 = 50 + (20).(2.04)+ ½ (-9.8).(2.04) 2 = 70.4 m • Kecepatan saat batu menyentuntuh tanah v t 2 =v o 2 +2as = 0 + 2(9.8).(70.4) = 37.15 m/s

Gerak 2 dimensi

Gerak Parabola

Gerak parabola mempunyai 2 komponen gerak, yaitu gerak lurus ke arah horisontal (sumbu x) dan gerak vertikal/ jatuh bebas (sumbu y)

Gerak Parabola

• Persamaan pada sumbu x : v x = v o x = v o cos cos   . t • Persamaan pada sumbu y : v y = v o y = v o sin sin   - g . t . t - g . t 2 • Untuk sembarang titik P pada lintasan :

v p



v x

2 

v y

2 ;

tg

 

v y v x

Gerak Parabola

• Syarat benda mencapai titik tertinggi adalah v y

t

max  2

v

0 sin

g

 = 0

y

max 

v

0 2 sin 2  2

g x

max 

v

0 2 sin 2 

g

Contoh Soal

Suatu peluru ditembakkan dengan kecepatan awal v o 100 m/det dengan sudut elevasi  dan percepatan grafitasi g = 10 m/s 2 . Jika ditentukan cos  = = 0,6 maka tentukan : • Kedudukan peluru setelah 5 detik.

• Hitung kecepatan peluru pada saat 5 detik tersebut.

• Hitung Ketinggian maksimal peluru • Hitung jauh tembakan pada arah mendatar.

Next Class…

• Gerak Melingkar • Konservasi Energi