Apa Kecepatan dalam Fisika?

SainTek.id - Kecepatan didefinisikan sebagai pengukuran vektor laju dan arah gerak. Sederhananya, kecepatan adalah kecepatan di mana sesuatu bergerak dalam satu arah. Kecepatan mobil yang bergerak ke utara di jalan bebas hambatan utama dan kecepatan peluncuran roket ke luar angkasa dapat diukur dengan menggunakan kecepatan.

Seperti yang mungkin sudah Anda duga, besarnya skalar (nilai absolut) dari vektor kecepatan adalah kecepatan gerak. Dalam istilah kalkulus , kecepatan adalah turunan pertama dari posisi terhadap waktu. Anda dapat menghitung kecepatan dengan menggunakan rumus sederhana yang menyertakan laju, jarak, dan waktu.

Formula Kecepatan

Cara yang paling umum untuk menghitung kecepatan konstan suatu benda yang bergerak dalam garis lurus adalah dengan rumus ini:

r = d / t

r adalah tingkat atau kecepatan (kadang-kadang dilambangkan sebagai v untuk kecepatan)

d adalah jarak yang ditempuh

t adalah waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan gerakan

Satuan Kecepatan

Satuan SI (internasional) untuk kecepatan adalah m/s (meter per detik), tetapi kecepatan juga dapat dinyatakan dalam satuan jarak per waktu. Satuan lain termasuk mil per jam (mph), kilometer per jam (kph), dan kilometer per detik (km/s).

Kecepatan, Kecepatan, dan Percepatan

Kelajuan, kecepatan, dan percepatan semuanya terkait satu sama lain, meskipun mewakili pengukuran yang berbeda. Berhati-hatilah untuk tidak mengacaukan nilai-nilai ini satu sama lain.

Kecepatan , menurut definisi teknisnya, adalah besaran skalar yang menunjukkan laju jarak gerak per waktu. Satuannya adalah panjang dan waktu. Dengan kata lain, kecepatan adalah ukuran jarak yang ditempuh dalam waktu tertentu. Kecepatan sering digambarkan hanya sebagai jarak yang ditempuh per satuan waktu. Ini adalah seberapa cepat suatu objek bergerak. 

Kecepatan adalah besaran vektor yang menunjukkan perpindahan, waktu, dan arah. Tidak seperti kecepatan, kecepatan mengukur perpindahan, besaran vektor yang menunjukkan perbedaan antara posisi akhir dan posisi awal suatu benda. Kecepatan mengukur jarak, besaran skalar yang mengukur panjang total lintasan benda.

Percepatan didefinisikan sebagai besaran vektor yang menunjukkan laju perubahan kecepatan. Ini memiliki dimensi panjang dan waktu dari waktu ke waktu. Akselerasi sering disebut sebagai "mempercepat", tetapi sebenarnya mengukur perubahan kecepatan. Akselerasi bisa dialami setiap hari di dalam kendaraan. Anda menginjak pedal gas dan mobil melaju kencang, meningkatkan kecepatannya.

Mengapa Kecepatan Penting

Kecepatan mengukur gerak mulai di satu tempat dan menuju ke tempat lain. Aplikasi praktis kecepatan tidak terbatas, tetapi salah satu alasan paling umum untuk mengukur kecepatan adalah untuk menentukan seberapa cepat Anda (atau apa pun yang bergerak) akan tiba di tujuan dari lokasi tertentu.

Kecepatan memungkinkan untuk membuat jadwal perjalanan, jenis umum dari masalah fisika yang ditugaskan kepada siswa. Misalnya, jika sebuah kereta meninggalkan Stasiun Penn di New York pada pukul 2 siang dan Anda mengetahui kecepatan kereta tersebut bergerak ke utara, Anda dapat memperkirakan kapan kereta tersebut akan tiba di Stasiun Selatan di Boston.

Contoh Soal Kecepatan

Untuk memahami kecepatan, lihat contoh soal: seorang siswa fisika menjatuhkan sebutir telur dari gedung yang sangat tinggi. Berapa kecepatan telur setelah 2,60 sekon?

Bagian tersulit dalam menyelesaikan kecepatan dalam soal fisika seperti ini adalah memilih persamaan yang tepat dan memasukkan variabel yang tepat. Dalam kasus ini, dua persamaan harus digunakan untuk menyelesaikan soal: satu untuk mencari tinggi gedung atau jarak yang ditempuh telur dan satu lagi untuk mencari kecepatan akhir.

Mulailah dengan persamaan jarak berikut untuk mengetahui seberapa tinggi bangunan itu:

d = v I *t + 0,5*a*t 2

di mana d adalah jarak, v I adalah kecepatan awal, t adalah waktu, dan a adalah percepatan (yang menyatakan gravitasi, dalam hal ini, pada -9,8 m/s/s). Masukkan variabel Anda dan Anda mendapatkan:

d = (0 m/s)*(2,60 s) + 0,5*(-9,8 m/s 2 )(2,60 s) 2

d = -33,1 m (tanda negatif menunjukkan arah ke bawah)

Selanjutnya, Anda dapat memasukkan nilai jarak ini untuk menyelesaikan kecepatan menggunakan persamaan kecepatan akhir:

v f = v i + a*t

di mana v f adalah kecepatan akhir, v i adalah kecepatan awal, a adalah percepatan, dan t adalah waktu. Anda perlu menyelesaikan kecepatan akhir karena benda dipercepat saat bergerak ke bawah. Karena telur dijatuhkan dan tidak dilempar, kecepatan awalnya adalah 0 (m/s).

v f = 0 + (-9,8 m/s 2 )(2,60 dtk)

v f = -25,5 m/s

Jadi, kecepatan telur setelah 2,60 detik adalah -25,5 meter per detik. Kecepatan biasanya dinyatakan sebagai nilai absolut (hanya positif), tetapi ingat bahwa ini adalah besaran vektor dan memiliki arah serta besar. Biasanya bergerak ke atas ditandai dengan tanda positif dan ke bawah dengan tanda negatif, perhatikan saja percepatan benda (negatif = melambat dan positif = mempercepat).