Apa yang dimaksud dengan kecepatan tetap

Dalam ilmu fisika, kecepatan adalah besarnya jarak yang ditempuh oleh benda tiap satuan waktu. Kecepatan merupakan besaran vektor, yaitu besaran yang mempunyai nilai dan arah.

Kecepatan ditentukan oleh perpindahan benda dan selang waktu yang dibutuhkan untuk berpindah, dengan memperhatikan arah perpindahan. Kecepatan dibedakan menjadi kecepatan tetap dan rata-rata.

Kecepatan tetap termasuk dalam gerak lurus beraturan, yaitu gerak suatu benda yang lintasannya berupa garis lurus dan kecepatannya tetap. Simak pembahasan mengenai rumus kecepatan berikut.

Rumus Kecepatan

Menurut buku “Praktis Belajar Fisika”, Hukum Pertama Newton tentang gerak menyatakan bahwa sebuah benda akan diam atau bergerak dengan kecepatan tetap jika resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut sama dengan nol.

Kecepatan adalah jarak yang ditempuh dalam satuan waktu tertentu. Contoh satuan kecepatan adalah km/jam, m/menit, m/detik, dan sebagainya. Rumus kecepatan adalah jarak dibagi waktu atau ditulis v = s ÷ t.

Hubungan jarak, kecepatan, dan waktu dapat dipahami sebagai berikut.

Advertising

Advertising

• Rumus jarak adalah kecepatan dikali waktu atau ditulis s = v × t.
• Rumus waktu adalah jarak dibagi kecepatan atau ditulis t = s ÷ v.

v adalah lambang kecepatan (velocity), s adalah jarak, dan t adalah waktu.

Contoh soal:

1. Jarak Jakarta-Bandung adalah 195 km. Jika ditempuh menggunakan mobil dengan kecepatan 65 km/jam. Berapa waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak tersebut?

Jawab:

Diketahui: s = 195 km; v = 65 km/jam.

Ditanya: Waktu atau t.

t = s ÷ v

t = 195 ÷ 65

t = 3

Jadi, waktu yang dibutuhkan untuk menempuh jarak dari Jakarta-Bandung adalah 3 jam.

Baca Juga

2. Bambang berangkat dari Jakarta ke Bogor pukul 07.30. jarak Jakarta-Bogor adalah 100 km. Jarak tersebut ditempuh oleh Bambang mengendarai sepeda motor dengan kecepatan 40 km/jam. Pukul berapa Bambang akan tiba di Bogor?

Jawab:

Diketahui: s = 100 km; v = 40 km/jam.

Waktu perjalanan (t) = s ÷ v = 100 ÷ 40 = 2,5. Jadi, waktu perjalanan adalah 2 jam 30 menit.

Untuk menghitung waktu sampai maka tambahkan waktu berangkat dengan waktu perjalanan, yaitu 07.30 + 2.30 = 10.00. Dengan demikian, Bambang tiba di Bogor pada pukul 10.00.

Baca Juga

3. Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan 150 km/jam di jalan tol yang lurus. Jika waktu tempuhnya 120 detik, berapa panjang lintasannya?

Jawab: Diketahui v = 150 km/jam; t = 120 detik.

Pertama, ubah waktu menjadi jam terlebih dahulu.

t = 120 detik = 2 menit = 2/60 jam = 1/30 jam

s = v × t

s = 150 × 1/30

s = 5 km

Jadi, panjang lintasan mobil adalah 5 km.

Baca Juga

4. Orang naik sepeda dengan kecepatan tetap 15 km/jam. Berapakah waktu yang diperlukan jika orang tersebut menempuh 7,5 km?

Diketahui: v = 15 km/jam; s = 7,5 km

t = s ÷ v

t = 7,5 ÷ 15

t = 0,5

Dengan demikian, waktu tempuh adalah 0,5 jam atau 30 menit.

5. Pak Ari mengemudikan mobilnya dengan kecepatan 15 m/s, maka spidometer akan terlihat nilai…

Jawab:

v = 15 m/s

v = 15 × 0,001 km ÷ 1/3.600 jam

v = 15 x 3,6

v = 54 km/jam

Jadi, spidometer pada mobil Pak Ari akan tampil angka 54 km/jam.

Baca Juga

6. Seseorang naik bus dengan kecepatan tetap selama 40 menit dan menempuh jarak 28,8 km. Berapa kecepatan tetapnya?

Jawab:

Diketahui: s = 28,8 km; t = 40 menit atau ⅔ jam

v = 28,8 ÷ ⅔

v = 43,2

Maka, kecepatan tetapnya adalah 43,2 km/jam.

7. Kereta api melakukan perjalanan dengan kecepatan tetap 90 km/jam. Jarak yang ditempuh kereta api selama 4 sekon adalah…

Diketahui: v = 90 km/jam; t = 4 sekon

Ubah satuan kilometer dan jam menjadi sekon.

v = 90 km/jam = 90 × 1.000 ÷ 3.600 = 25 m/s

Gunakan kecepatan ke dalam rumus jarak.

s = v × t

s = 25 × 4 = 100 meter.

Jadi, kereta tersebut menempuh jarak 100 meter.

Baca Juga

Kecepatan rata-rata merupakan perbandingan antara jarak yang ditempuh oleh suatu benda terhadap waktu yang diperlukan tanpa memperhatikan jenis gerakan yang dilakukan.

Kecepatan rata-rata adalah perpindahan sebuah benda dalam selang waktu tertentu. Rumus kecepatan rata-rata adalah hasil bagi dari perpindahan dengan selang waktu, yaitu v = Δs / Δt.

Δx adalah perpindahan, yaitu s akhir - s awal dalam satuan meter. Sedangkan Δt adalah perubahan waktu, yaitu t akhir - t awal dalam satuan sekon. Maka, satuan kecepatan rata-rata adalah m/s atau dapat dikonversi menjadi km/jam.

Dalam buku “Rumus Lengkap Fisika SMP” oleh Drs. J. Untoro, kecepatan rata-rata juga dapat ditulis sebagai v = S(total) ÷ t(total) = S1+S2+...... Sn ÷ t1+t2…….tn.

Contoh soal:

1. Seorang pelari cepat bergerak lurus beraturan dalam waktu 5 sekon. Ia dapat menempuh jarak 40 meter. Kecepatan rata-rata pelari itu adalah…

Jawab:

Diketahui: Δs = 40 m, Δt = 5 s.

v = Δs/Δt

v = 40/5 = 8 m/s

Jadi, kecepatan rata-rata pelari tersebut adalah 8 m/s.

2. Sebuah mobil dalam 5 menit pertama menempuh jarak 15 km, 10 menit kedua menempuh jarak 25 km dan 15 menit ketiga menempuh jarak 20 km. Berapakah kecepatan rata-rata mobil tersebut?

Jawab:

Diketahui: t1 = 5 menit; t2 = 10 menit; t3 = 15 menit; s1 = 15 km; s2 = 25 km; s3 = 20 km.

v = S(total) ÷ t(total)

v = (15 + 25 + 20) ÷ (5 + 10 + 15)

v = 60 km ÷ 30 menit = 60 ÷ ½ jam = 120 km/jam.

Jadi, kecepatan rata-rata mobil tersebut adalah 120 km/jam.

3. Tentukanlah kecepatan rata-rata benda jika diberikan data dalam grafik berikut ini.

Grafik Soal Fisika (Katadata)

Jawab:

Posisi awal benda saat t = 0 adalah pada jarak 40 m dan berakhir di posisi 100 m pada waktu t = 40 sekon.

v = Δs/Δt

v = (100 - 40)/(40-0)

v = 60/40 = 1,5 m/s.

Jadi, kecepatan rata-rata benda sesuai grafik tersebut adalah 1,5 m/s.

tirto.id - Dalam ilmu fisika, gerak didefinisikan sebagai perubahan kedudukan suatu benda dari posisi awal. Benda dikatakan bergerak ketika ia mengalami perpindahan atau menempuh suatu jarak tertentu. Sedangkan gerak lurus, merupakan gerak benda pada lintasan yang lurus.

Dalam gerak lurus sendiri dikenal dua konsep, yakni gerak lurus beraturan (GLB) dan gerak lurus berubah beraturan (GLBB).

GLB merupakan gerak suatu benda pada lintasan yang lurus, di mana pada setiap selang waktu yang sama, benda tersebut menempuh jarak yang sama (gerak suatu benda pada lintasan yang lurus dengan kelajuan tetap).

Sementara GLBB adalah gerak benda dalam lintasan garis lurus dengan percepatan tetap. Ciri umum GLBB adalah bahwa dari waktu ke waktu kecepatan benda berubah, semakin lama semakin cepat, dengan kata lain gerak benda dipercepat, namun demikian, GLBB juga berarti bahwa dari waktu ke waktu kecepatan benda berubah, semakin lambat hingga akhirnya berhenti.

Gerak Lurus Kecepatan Konstan

Dikutip Modul 2 Fisika: Gerak Berbagai Benda di Sekitar Kita (2017), gerak lurus kecepatan konstan berarti gerak benda secara lurus dengan kecepatan yang konstan, atau kecepatannya tetap (tidak berubah sepanjang waktu). Pada gerak lurus kecepatan konstan tidak terjadi perubahan kecepatan, yang membuat nilai percepatan a = 0 .

Beberapa contoh yang hampir menggambarkan suatu gerak lurus beraturan secara tepat adalah ketika mobil yang bergerak di jalan bebas hambatan (tol) dengan kecepatan tetap, gerak bola yang menggelinding di permukaan yang licin, dan gerak pesawat terbang pada ketinggian tertentu.

Namum ketiga contoh di atas hanya terjadi dalam selang waktu tertentu. Apabila suatu benda dapat bergerak dengan kecepatan tetap pada suatu lintasan garis lurus, maka dikatakan bahwa benda tersebut bergerak lurus dengan kecepatan konstan.

Dalam kehidupan sehari-hari, kita akan kesulitan me nemukan contoh gerak lurus dengan kecepatan konstan yang sebenarnya, karena adanya fak tor gesekan di sekitar kita, seperti udara dan permukaan bidang gerak yang bersentuhan.

Faktor-faktor tersebut yang menyebabkan kecepatan gerak mengalami perubahan dan terjadi percepatan atau perlambatan pada benda yang bergerak tersebut.

Rumus dari gerak lurus kecepatan konstan dapat dinyatakan dengan persamaan:

*keterangan:

S = kecepatan konstan

v = kecepatan

t = waktu

Contoh Soal:

Sebuah mobil meluncur dengan kelajuan tetap, berdasarkan alat ukur speedometer sebesar 90 km/jam, selama 15 menit. Berapa jarak yang ditempuh selama selang waktu tersebut?

Jawab:

V = 90 km/jam = 25 m/s

t = 15 menit = 720 s

S = v. t = (25 m/s) × 600 s = 15.000 m = 15 km.

Jadi, jarak yang ditempuh selama selang waktu tersebut adalah 15 kilometer.

Gerak Lurus Percepatan Konstan

Percepatan didefinisikan sebagai perubahan kecepatan terhadap waktu. Untuk menganalogikan gerak lurus percepatan konstan, dapat melakukan percobaan gerak pada bidang yang miring dan bidang datar.

Gerak pada bidang datar—seperti seperti yang telah dibahas sebelumnya—menyebabkan terjadinya gerak dengan kecepatan konstan. Sementara itu, gerak pada bidang miring, akibat dari pengaruh gaya gravitasi bumi, kecepatannya mengalami perubahan makin lama makin cepat atau bisa disebut benda mengalami percepatan.

Percepatan akibat pengaruh gaya seperti gravitasi bumi cenderung konstan atau tetap. Oleh karena itu, gerak di mana benda dalam pengaruh suatu gaya disebut sebagai gerak lurus percepatan konstan.

Jika dalam kehidupan sehari-hari sulit untuk menemukan contoh gerak lurus kecepatan konstan, namun beda halnya dengan gerak lurus percepatan konstan, karena contohnya lebih mudah dijumpai.

Secara umum, hanya sedikit benda yang dapat bergerak dengan kecepatan tetap pada suatu lintasan yang sangat panjang. Jika pada setiap selang waktu tertentu, benda mengalami perubahan kecepatan (bertambah atau berkurang) atau arahnya berubah, maka boleh dikatakan bahwa benda mengalami perubahan kecepatan atau mengalami percepatan.

Gerak lurus percepatan konstan dapat ditemukan dengan mencari besaran percepatan rata-rata, yang dirumuskan dengan persamaan berikut ini:

*keterangan:

a = percepatan rata-rata (m/s2)

Vt = kecepatan akhir (m/s)

V0 = kecepatan awal

t = selang waktu (s)

Contoh soal:

Seorang pengendara sepeda motor pada detik pertama mempunyai kecepatan 5 m/s dan pada detik kedua kecepatannya berubah menjadi 10 m/s. Tentukan percepatan rata-rata sepeda motor tersebut ?

Jawab:

t = 2 – 1 = 1

V0 = 5 m/s

Vt = 10 m/s

A = Vt –V0 / t = (10-5) / 1 = 5

Jadi, percepatan rata-rata sepeda motor tersebut adalah 5 m/s2.

Baca juga: Rumus GLB-GLBB: Contoh Soal dan Jawaban Gerak Lurus Beraturan

Subscribe for updates Unsubscribe from updates