Kecepatan dan Kelajuan

Jarak dan Perpindahan per Satuan Waktu

Saat benda bergerak, kelajuan menyatakan jarak yang ditempuh setiap satuan waktu. Kecepatan menyatakan perpindahan setiap satuan waktu beserta arahnya.

Kelajuan adalah besaran skalar, sehingga dinyatakan dengan nilai dan satuan tanpa arah. Kecepatan adalah besaran vektor, sehingga harus dinyatakan dengan besar dan arah.

Simbol $s$ menyatakan jarak tempuh, $\Delta x$ menyatakan perpindahan pada garis lurus, dan $\Delta t$ menyatakan selang waktu. Kedua rumus tersebut menghitung kelajuan rata-rata dan kecepatan rata-rata selama selang waktu itu.

Kelajuan memakai seluruh jarak tempuh. Kecepatan memakai perpindahan bersih beserta tandanya.

Kelajuan dari Panjang Lintasan dan Kecepatan dari Perubahan Posisi

Untuk membedakan kelajuan dari kecepatan, periksa dua hal: panjang lintasan yang benar-benar ditempuh dan perubahan posisi dari awal ke akhir. Kelajuan dihitung dari seluruh jarak, sedangkan kecepatan dihitung dari perpindahan bersih per waktu.

Untuk selang waktu yang sama, gerak lurus tanpa berbalik arah menghasilkan kelajuan rata-rata yang sama dengan besar kecepatan rata-rata. Jika benda berbalik arah, jarak tempuh lebih besar daripada besar perpindahan, sehingga kedua nilai rata-rata itu berbeda. Pada satu saat tertentu, kelajuan sesaat selalu merupakan besar kecepatan sesaat.

Pada tabel berikut, arah ke kanan dipilih positif.

Perhatikan baris terakhir. Bendanya jelas bergerak karena jaraknya $16 \text{ m}$, tetapi perubahan posisi akhirnya nol karena kembali ke titik awal.

Kelajuan Rata-rata Menggunakan Panjang Lintasan

Misalkan benda bergerak dari posisi $0 \text{ m}$ ke $8 \text{ m}$, lalu kembali ke posisi $4 \text{ m}$. Seluruh perjalanan berlangsung $4 \text{ s}$.

Jarak tempuhnya adalah:

Kelajuan rata-ratanya:

Nilai itu menyatakan seberapa cepat benda menempuh lintasan. Arah perpindahan tidak ikut dihitung dalam kelajuan.

Karena itu, kelajuan rata-rata tidak pernah bernilai negatif. Selama benda benar-benar bergerak menempuh lintasan, panjang lintasannya bertambah.

Kecepatan Rata-rata Menggunakan Perpindahan

Pada contoh yang sama, perpindahan benda adalah:

Kecepatan rata-ratanya:

Tanda positif berarti kecepatan rata-rata mengarah ke kanan. Tanda negatif berarti kecepatan rata-rata mengarah ke kiri.

Jadi, kecepatan rata-rata perlu dibaca bersama arah positif yang dipilih di awal. Tanpa arah acuan, tanda positif atau negatif tidak punya makna yang jelas.

Saat Kelajuan dan Kecepatan Bernilai Berbeda

Misalkan benda bergerak dari $0 \text{ m}$ ke $8 \text{ m}$, lalu kembali lagi ke $0 \text{ m}$ dalam $4 \text{ s}$.

Jarak tempuhnya $16 \text{ m}$, sehingga kelajuannya:

Perpindahannya $0 \text{ m}$, sehingga kecepatannya:

Jadi, kelajuan rata-rata dapat tidak nol sementara kecepatan rata-ratanya nol. Kelajuan menggunakan panjang lintasan, sedangkan kecepatan menggunakan perubahan posisi dari awal ke akhir.

Memilih Rumus yang Tepat

Kalau soal bertanya "seberapa cepat benda menempuh lintasan", pakai jarak dan kelajuan. Kalau soal bertanya "seberapa cepat posisi berubah ke arah tertentu", pakai perpindahan dan kecepatan.