Percepatan

Percepatan Terasa Saat Kecepatan Berubah

Saat mobil baru mulai jalan, badan kita terasa terdorong ke belakang. Saat mobil direm, badan terasa terdorong ke depan. Dua kejadian itu sama-sama menunjukkan satu hal: kecepatan mobil sedang berubah.

Dalam fisika, percepatan menyatakan perubahan kecepatan setiap selang waktu. Karena kecepatan memiliki besar dan arah, percepatan juga perlu dibaca bersama arah positif yang kita pilih.

Percepatan tidak selalu berarti makin cepat. Percepatan berarti kecepatan berubah.

\begin{aligned} \vec{a} &= \frac{\Delta \vec{v}}{\Delta t} \\ &= \frac{\vec{v}_t-\vec{v}_0}{t_t-t_0} \end{aligned}

Satuan percepatan adalah $\text{m/s}^2$ . Jika $a=2\text{ m/s}^2$ , artinya kecepatan bertambah $2\text{ m/s}$ setiap $1\text{ s}$ selama percepatannya tetap.

Dari Jejak Ticker Timer ke Gradien

Ticker timer adalah alat yang memberi tanda pada pita kertas dalam selang waktu yang sama. Jika jarak antartanda makin renggang, benda menempuh jarak lebih besar pada setiap selang waktu yang sama. Itu berarti kecepatannya bertambah. Jika jaraknya sama, kecepatannya tetap. Jika jaraknya makin rapat, kecepatannya berkurang.

Percepatan Roket di Luar Angkasa

Kamera mengikuti roket saat gerbang waktu berselang

1\text{ s}

makin renggang, tetap, atau makin rapat.

Kecepatan awal: $v_0=2\text{ m/s}$
Percepatan: $a=+4\text{ m/s}^2$
Kecepatan akhir: $v_t=18\text{ m/s}$
Selang bayangan: $\Delta t=1\text{ s}$

Grafik kecepatan-waktu membaca ide yang sama dengan cara yang lebih ringkas. Kemiringan garis menunjukkan seberapa besar perubahan kecepatan dibandingkan waktu yang dibutuhkan.

Setelah jejaknya terlihat, pindahkan perhatian ke grafik. Jejak memberi rasa geraknya, sedangkan grafik membantu kita menghitung perubahan kecepatan dengan lebih rapi.

Grafik Kecepatan terhadap Waktu

Pilih satu segmen pada grafik yang sama, lalu baca kemiringan garisnya sebagai perubahan kecepatan setiap detik.

Pada grafik, garis putus-putus menunjukkan grafik lengkap yang saling tersambung. Garis tebal adalah segmen yang sedang dibaca. Jika garisnya naik, kecepatannya bertambah. Jika datar, kecepatannya tetap. Jika turun, kecepatannya berkurang. Percepatan adalah perbandingan $\Delta v$ terhadap $\Delta t$ .

Cara Membaca Tanda Percepatan

Tanda positif, nol, atau negatif tidak boleh dibaca sendirian. Tanda itu selalu bergantung pada arah positif yang dipilih. Pada contoh satu dimensi, kita anggap arah ke kanan sebagai positif.

Tanda percepatan	Perubahan kecepatan	Bacaan pada arah positif
$a>0$	$v_t>v_0$	Kecepatan bertambah ke arah positif
$a=0$	$v_t=v_0$	Kecepatan tetap
$a<0$	$v_t<v_0$	Kecepatan berkurang jika benda masih bergerak ke arah positif

Bagian terakhir sering membuat siswa keliru. Percepatan negatif bukan otomatis berarti benda bergerak ke kiri. Percepatan negatif berarti perubahan kecepatannya mengarah ke sisi negatif dari sumbu yang dipilih.

Menghitung Perubahan Kecepatan Setiap Detik

Misalkan kecepatan mobil berubah dari $2\text{ m/s}$ menjadi $18\text{ m/s}$ dalam $4\text{ s}$ . Percepatannya:

\begin{aligned} a &= \frac{v_t-v_0}{\Delta t} \\ &= \frac{18-2}{4} \\ &= 4\text{ m/s}^2 \end{aligned}

Hasil itu berarti kecepatan bertambah $4\text{ m/s}$ setiap detik. Urutannya menjadi $2\text{ m/s}$ , $6\text{ m/s}$ , $10\text{ m/s}$ , dan seterusnya jika percepatannya tetap.

Sekarang bandingkan dengan mobil yang kecepatannya berubah dari $18\text{ m/s}$ menjadi $2\text{ m/s}$ dalam $4\text{ s}$ .

\begin{aligned} a &= \frac{2-18}{4} \\ &= -4\text{ m/s}^2 \end{aligned}

Nilai $-4\text{ m/s}^2$ berarti kecepatan berkurang $4\text{ m/s}$ setiap detik jika mobil masih bergerak ke arah positif.

Percepatan Nol Tetap Perlu Ditafsirkan

Jika $a=0$ , kecepatan benda tidak berubah. Itu tidak selalu berarti benda diam. Benda bisa tetap bergerak dengan kecepatan konstan, misalnya $10\text{ m/s}$ ke kanan.

Cara cepat mengeceknya adalah melihat kecepatan, bukan hanya percepatan. Jika $a=0$ dan $v=0$ , benda diam. Jika $a=0$ tetapi $v\neq 0$ , benda bergerak lurus dengan kecepatan tetap.