Kerangka Acuan dan Posisi

Posisi Selalu Bertanya Dari Mana

Kalau kalian berkata, "aku ada $30 \text{ m}$ dari toko," teman kalian masih bisa bertanya, "ke arah mana?" Kalau kalian berkata, "aku ada di sebelah timur," teman kalian juga masih bisa bertanya, "seberapa jauh?"

Dalam fisika, posisi adalah letak benda yang dinyatakan terhadap suatu patokan. Patokan ini disebut kerangka acuan. Kerangka acuan bisa berupa toko, rumah, tiang bendera, titik awal lomba, atau titik nol pada sumbu koordinat.

Posisi yang lengkap selalu menyebutkan patokan, nilai, satuan, dan arah.

Jika gerak hanya terjadi pada satu garis, kita bisa memilih satu arah sebagai positif. Pada contoh jalan lurus, arah timur kita ambil sebagai arah positif dan arah barat sebagai arah negatif.

x_{\text{relatif}}=x_{\text{benda}}-x_{\text{acuan}}

Rumus ini tidak membuat benda berpindah. Rumus ini hanya mengubah cara kita membaca letaknya dari patokan yang dipilih.

Posisi dari Patokan Berbeda

Ambil contoh satu benda berada di koordinat $30 \text{ m}$ jika dibaca dari toko sebagai titik nol. Jika patokannya diganti ke rumah Rani di koordinat $20 \text{ m}$ , angka posisi benda ikut berubah menjadi $+10 \text{ m}$ dari Rani.

Perhatikan bahwa bendanya tidak berpindah saat patokan diganti. Yang berubah adalah cara membaca koordinatnya. Jika patokan dipindah ke kanan, benda yang tadinya bernilai positif besar bisa menjadi positif kecil, nol, atau bahkan negatif.

Membaca Tanda dan Arah

Tanda pada posisi membantu kita membaca sisi patokan. Dalam contoh jalan tadi, timur dipilih sebagai positif. Maka nilai positif berarti benda berada di timur patokan, sedangkan nilai negatif berarti benda berada di barat patokan.

Kerangka acuan	Posisi benda pada garis jalan	Posisi relatif benda
Toko di $0 \text{ m}$	Benda di $30 \text{ m}$	$+30 \text{ m}$ ke timur
Rumah Rani di $20 \text{ m}$	Benda di $30 \text{ m}$	$+10 \text{ m}$ ke timur
Rumah Naya di $50 \text{ m}$	Benda di $30 \text{ m}$	$-20 \text{ m}$ atau $20 \text{ m}$ ke barat

Nilai $-20 \text{ m}$ bukan berarti jaraknya negatif. Tanda negatif hanya menunjukkan arah relatif terhadap patokan yang kita pilih.

Kalimat Posisi yang Tidak Membingungkan

Sebuah kalimat posisi perlu memuat empat bagian. Jika salah satu bagian hilang, orang lain bisa menafsirkan letak benda dengan cara berbeda.

Menyusun Kalimat Posisi

Contoh kalimat yang lengkap adalah: "Benda berada $10 \text{ m}$ di timur rumah Rani." Kalimat itu jelas karena menyebut benda, patokan, jarak, satuan, dan arah.

Kalimat "benda ada di dekat rumah" belum cukup untuk fisika. Dekat dari rumah mana? Berapa meter? Sebelah timur atau barat? Pertanyaan-pertanyaan kecil ini penting karena kinematika memerlukan posisi yang bisa dihitung.

Kalimat Posisi dari Patokan Toko

Sebuah penanda berada pada koordinat $40 \text{ m}$ dari toko. Rumah Dimas berada pada koordinat $30 \text{ m}$ dari toko. Jika rumah Dimas dijadikan kerangka acuan, posisi penanda adalah:

\begin{aligned} x_{\text{relatif}} &=x_{\text{penanda}}-x_{\text{Dimas}} \\ &=40 \text{ m}-30 \text{ m} \\ &=+10 \text{ m} \end{aligned}

Jadi, penanda berada $10 \text{ m}$ di timur rumah Dimas. Dari toko, posisinya $40 \text{ m}$ . Dari rumah Dimas, posisinya $+10 \text{ m}$ . Dua pernyataan itu sama-sama benar karena memakai kerangka acuan yang berbeda.