KINEMATIKA - KONSEP DASAR

KINEMATIKA - KONSEP DASAR

Setiap hari kita berangkat dari rumah ke sekolah atau tempat kerja tanpa disadari kita telah melakukan pergerakan atau perpindahan dari rumah ke kantor atau sekolah. Hal itu dikatakan kita telah melakukan perpindahan/gerak. Pada kesempatan kali ini akan dibahas tentang konsep dasar dari kinematika yang meliputi definisi kinematika, Gerak dalam Kinematika, penerapan kinematika dalam kehidupan, istilah-istilah yang digunakan dalam kinematika.

Pengertian Kinematika

Kinematika adalah ilmu yang mempelajari tentang gerak suatu benda tanpa melihat gaya yang bekerja pada benda tersebut. Kinematika merupakan bagian dari cabang ilmu fisika yaitu mekanika.

Dalam Kinemetika, gaya-gaya yang bekerja pada benda diabaikan (seperti: gaya berat, gaya gesek udara, dll), sehingga jarak yang ditempuh benda selama bergerak hanya ditentukan oleh kecepatan dan atau percepatan dari benda tersebut.

Gerak Yang di Pelajari dalam Kinematika

1. Gerak Lurus
    a. Gerak Lurus Beraturan (GLB)
    b.  Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
2. Gerak Parabola
3. Gerak Melingkar
    a.   Gerak Melingkar Beraturan (GMB)
    b.   Gerak Melingkar Berubah Beraturan (GMBB)

Penerapan Kinematika dalam Kehidupan

1. Perancangan gerak suatu benda:

   Jadwal kereta api, jadwal Pesawat, dll.

2. Menentukan peristiwa astronomi:

    Gerhana matahari, gerhana bulan, kalender, awal bulan puasa, dll.

3. Analogi dalam bidang ilmu di luar fisika

    Pertumbuhan penduduk, pertumbuhan ekonomi, pertumbuhan tinggi tanaman, dll.

Istilah-Istilah Yang Digunakan dalam Kinematika

Untuk mempelajari kinematika kalian harus terlebih dahulu memahami definisi dari besaran-besaran yang digunakan.

Jarak dan Perpindahan

Jarak dan perpindahan bagi kalian mungkin dua besaran yang terlihat sama, tetapi memiliki definisi yang jelas berbeda.  

Jarak adalah besaran skalar yang mengacu pada "berapa panjang jalan yang telah dilalui" selama gerakannya. 
Perpindahan adalah besaran vektor yang mengacu pada "seberapa jauh benda berpindah dari tempat semula"; itu adalah perubahan keseluruhan benda dalam posisi. 

Untuk mempermudah pemahaman perbedaanya, coba kalian bayangkan: andaikan kalian berjalan 6 meter ke Timur, 4 meter ke Selatan, 6 meter ke Barat, dan akhirnya 4 meter ke Utara. Meskipun kamu telah berjalan jarak total 20 meter, perpindahanmu adalah 0 meter. Selama gerak, kamu telah "berjalan 20 meter" (jarak = 20 m). Namun ketika kamu selesai berjalan, kamu tidak "berpindah dari tempat semula" - yaitu, tidak ada perpindahan gerakmu (perpindahan = 0 m). 

Perpindahan, merupakan besaran vektor, harus memiliki arah. Gerak 6 meter ke Timur membatalkan 6 meter ke Barat; dan 4 meter ke Selatan membatalkan 4 meter ke Utara. Jumlah vektor seperti perpindahan harus menyertakan arah. Jumlah skalar seperti jarak tidak memiliki arah. Dalam menentukan jarak keseluruhan yang kamu lalui, berbagai arah gerak dapat diabaikan.

Kelajuan dan Kecepatan

kecepatan dan kelajuan juga memiliki arti yang jelas berbeda (meskipun memiliki kesamaan). 

Kelajuan adalah besaran skalar yang mengacu pada "seberapa cepat suatu benda bergerak." Kelajuan dapat dianggap sebagai tingkat di mana benda menempuh jarak. Sebuah benda yang bergerak cepat memiliki Kelajuan tinggi dan menempuh jarak yang relatif besar dalam waktu singkat. Demikian juga benda bergerak lambat yang memiliki Kelajuan rendah; menempuh jumlah yang relatif kecil dari jarak dalam jumlah waktu yang sama. Sebuah benda dengan tidak ada gerakan sama sekali (diam) memiliki kelajuan nol. 

Bayangkan kamu bergerak cepat - satu langkah ke depan dan satu langkah ke belakang - selalu kembali ke posisi semula. Karena kamu selalu kembali ke posisi semula, itu berarti gerak tidak akan pernah menghasilkan perubahan posisi sehingga menghasilkan kecepatan nol. Jika kamu ingin mendapatkan nilai kecepatan, maka kamu harus melakukan upaya agar tidak kembali ke posisi semula. 

Kecepatan adalah besaran vektor. Kecepatan (Velocity) adalah besaran vektor yang mengacu pada "tingkat di mana sebuah benda berubah posisinya”.  Dengan demikian, kecepatan memiliki arah. Ketika mempelajari kecepatan suatu benda, kamu harus memperhatikan arahnya. Jadi tidak cukup untuk mengatakan bahwa sebuah benda memiliki kecepatan 72km/jam, karena tidak sepenuhnya menggambarkan kecepatan benda itu. Tetapi kamu, harus mengatakan kecepatan benda sebagai 55km/jam, ke Timur. Ini adalah salah satu perbedaan penting antara kecepatan dan kelajuan. Kecepatan adalah besaran vektor dan memiliki arah sedangkan kelajuan adalah besaran skalar dan TIDAK memiliki arah. 

Vektor Kecepatan

Menggambarkan arah vektor kecepatan yaitu arah vektor kecepatan sama dengan arah gerak benda, tidak peduli apakah benda tersebut dipercepat atau diperlambat. Jika suatu benda bergerak ke sebelah kanan, maka kecepatannya digambarkan ke sebelah kanan. Jika suatu benda bergerak ke bawah, maka kecepatannya digambarkan ke bawah. 

Ketika sebuah benda bergerak, sering mengalami perubahan dalam kecepatan. Sebagai contoh, selama perjalanan ke sekolah, ada banyak perubahan dalam kecepatan. Dari keadaan kecepatan 0 km/jam ( berhenti atau diam) penunjukan speedometer terus bergerak naik (dipercepat) dan turun (diperlambat). Satu saat, mobil dapat bergerak dengan 50 km / jam dan disaat yang lain, mungkin akan berhenti (yaitu, 0 km / jam) di samping jalan yang dilalui juga tidak selalu lurus.

Kelajuan Rata-Rata

Sekarang mari kita perhatikan gerakan kamu lagi. Kamu berjalan 6 meter ke Timur, 4 meter Selatan, 6 meter ke Barat, dan akhirnya 4 meter ke Utara. Seluruh gerak berlangsung selama 24 detik. Tentukan kelajuan rata-rata dan kecepatan rata-rata. 

Kamu berjalan jarak 20 meter dalam 24 detik; dengan demikian, kamu memiliki kelajuan rata-rata 20/24 = 1,8 m/s. Namun, karena perpindahanmu adalah 0 meter, kecepatan rata- rata kamu adalah 0 m / s. Sebagai kesimpulan, kelajuan dan kecepatan adalah jumlah kinematika yang memiliki definisi yang jelas berbeda. 

Kelajuan (Speed) adalah besaran skalar, adalah tingkat di mana suatu benda mencakup jarak. Kelajuan rata-rata adalah jarak (besaran skalar) per rasio waktu. Kelajuan tidak mempunyai arah. Di sisi lain, kecepatan adalah besaran vektor; dan memiliki arah. Kecepatan adalah keadaan di mana posisi berubah. Kecepatan rata-rata adalah perpindahan atau perubahan posisi (besaran vektor) per satuan waktu.