Percepatan: Pengertian, Jenis, Rumus, Grafik, Contoh Soal dan Pembahasan
https://www.fisikabc.com/2017/05/percepatan.html
Daftar Materi Fisika
Advertisement
Ketika kalian menonton balapan motoGP di televisi coba perhatikan kecepatan pembalap ketika berada di lintasan lurus. Ketika berada di lintasan lurus, para pembalap bergerak dengan laju semakin cepat. Namun, ketika berada di tikungan, pembalap mengurangi laju motornya.
Tahukah kalian disebut apakah penambahan atau pengurangan kecepatan motor pada kasus di atas? Kalian dapat menemukan jawabannya dengan menyimak secara seksama penjelasan berikut ini.
Pengertian Percepatan
Dalam kehidupan sehari-hari, sulit menemukan benda atau materi yang bergerak dengan kecepatan yang konstan. Misalnya saat kalian berangkat ke sekolah, tentunya kalian berjalan dengan kecepatan tertentu. Kalian bisa saja berjalan lambat, cepat atau terkadang lambat terkadang cepat.
Jika kalian berjalan semakin lama semakin cepat berarti kalian melakukan percepatan. Namun, jika kalian berjalan semakin lama semakin lambat berarti kalian melakukan perlambatan. Dari fenomena percepatan dan perlambatan tersebut, ada satu hal yang menghubungkan keduanya, yaitu adanya perubahan kecepatan.
Jadi, perlambatan dan percepatan pada intinya adalah sama, yaitu menunjukkan perubahan kecepatan setiap waktu, sehingga dapat disimpulkan bahwa:
Percepatan (acceleration) adalah perubahan kecepatan dalam selang waktu tertentu.
|
Percepatan merupakan besaran vektor, sehingga nilainya dapat berharga positif atau negatif. Percepatan yang berharga negatif disebut perlambatan. Sedangkan percepatan yang berharga positif disebut percepatan saja. Arah perlambatan berlawanan dengan arah percepatan. Alat untuk mengukur besar percepatan suatu benda yang bergerak disebut accelerometer.
Macam-Macam Percepatan
Kita telah tahu bahwa dalam kehidupan sehari-hari sangat sulit sekali menemukan benda yang bergerak dengan percepatan yang konstan. Suatu benda yang bergerak mempunyai percepatan yang berubah-ubah. Dengan demikian, kita tidak dapat menghitung percepatan secara tepat. Yang bisa kita hitung adalah percepatan rata-rata dan percepatan sesaat benda tersebut.
1. Percepatan Rata-Rata
Percepatan rata-rata adalah hasil bagi antara perubahan kecepatan (∆v) dengan selang waktu (∆t) yang digunakan selama perubahan kecepatan tersebut.
2. Percepatan Sesaat
Percepatan sesaat adalah perubahan kecepatan dalam selang waktu yang sangat singkat (mendekati nol).
Rumus Percepatan
Dalam artikel tentang kelajuan dan kecepatan, kedua besaran tersebut mempunyai dua jenis yaitu kelajuan atau kecepatan rata-rata dan sesaat dimana setiap besaran memiliki rumus yang berbeda. Begitupun dengan percepatan. Rumus untuk percepatan rata-rata dengan percepatan sesaat juga berbeda.
1. Rumus Percepatan Rata-Rata
Berdasarkan definisi percepatan rata-rata di atas, maka secara matematis percepatan rata-rata dapat dituliskan dalam persamaan sebagai berikut:
Jika suatu benda yang bergerak mengalami perubahan kecepatan dalam selang waktu t1, t2, dan t3 maka rumus percepatan rata-rata dapat ditulis sebagai berikut:
2. Rumus Percepatan Sesaat
Untuk menghitung percepatan sesaat (a) gerak suatu benda diperlukan waktu yang sangat singkat, yaitu nilai ∆t mendekati nol. Secara matematis, persamaan percepatan sesaat dapat ditulis sebagai berikut:
Grafik Percepatan
Sama halnya dengan kelajuan dan kecepatan, pada besaran percepatan juga terdapat beberapa jenis grafik gerak suatu benda, yaitu sebagai berikut:
1. Grafik hubungan jarak terhadap waktu (grafik s-t)
2. Grafik hubungan kecepatan terhadap waktu (grafik v-t)
3. Grafik hubungan percepatan terhadap waktu (grafik a-t)
Contoh Soal Tentang Percepatan dan Pembahasannya
Contoh Soal 1
Sebuah bus berhenti untuk menaikkan penumpang. Setelah penumpang naik, bus tersebut melanjutkan perjalanan ke utara. Setelah berjalan 20 sekon, kecepatan bus menjadi 36 km/jam. Berapakah besar percepatannya?
penyelesaian
v1 = 0 m/s (bus berhenti)
v2 = 36 km/jam
v2 = 36 (1000/3600) m/s
v2 = 10 m/s
untuk lebih memahami tentang cara konversi satuan seperti pada satuan kecepatan di atas, silahkan baca artikel tentang cara konversi satuan dari sistem MKS ke CGS atau satuan lainnya.
t1 = 0 s
t2 = 20 s
Ditanya = a
a = (v2 – v1)/ (t2 – t1)
a = (10 – 0)/(20 – 0)
a = 0,5 m/s2
jadi percepatan bus tersebut adalah 0,5 m/s2
Contoh Soal 2
Seoarang siswa mengendarai sepeda dengan kecepatan 7,2 km/jam. Pada suatu tanjakan, siswa tersebut mengurangi kecepatannya sebesar 0,5 m/s2 selama 2 sekon. Berapakah kecepatan akhir siswa tersebut?
Penyelesaian
v1 = 7,2 km/jam
v1 = 7,2 (1.000/3.600) m/s
v1 = 2 m/s
a = −0,5 m/s2 (tanda negatif menunjukkan perlambatan)
t = 2 s
Ditanya = v2
Dari persamaan percepatan berikut:
a = (v2 – v1)/t
Kita mendapatkan persamaan:
v2 = v1 + at
v2 = 2 + (−0,5 × 2)
v2 = 1 m/s
v2 = 3,6 km/jam
jadi, kecepatan akhirnya adalah 3,6 km/jam.
Contoh Soal 3
Sebuah mobil balap bergerak dalam lintasan lurus dan dinyatakan dalam persamaan v(t) = 10 – 8t + 6t2, dengan t dalam sekon dan v dalam m/s. Tentukan percepatan mobil balap tersebut pada saat t = 3 s!
Penyelesaian
Persamaan kedudukan v(t) = 10 – 8t + 6t2
Untuk t = 3 → v(3) = 10 – 8(3) + 6(3)2 = 40 m/s
Ambil 3 selang waktu (∆t) yang berbeda, misalkan ∆t1 = 0,1 s; ∆t2 = 0,01 s; ∆t3 = 0,001 s
Untuk ∆t = 0,1 s
t2 = t1 + ∆t
t2 = 3 + 0,1 = 3,1 s
v(3,1) = 10 – 8(3,1) + 6(3,1)2 = 42,86 m/s
arata-rata = (v2 – v1)/ (t2 – t1)
arata-rata = (42,86 – 40)/ (3,1 – 3)
arata-rata = 28,6 m/s2
Untuk ∆t = 0,01 s
t2 = t1 + ∆t
t2 = 3 + 0,01 = 3,01 s
v(3,01) = 10 – 8(3,01) + 6(3,01)2 = 40,2806 m/s
arata-rata = (v2 – v1)/ (t2 – t1)
arata-rata = (40,2806 – 40)/ (3,01 – 3)
arata-rata = 28,06 m/s2
Untuk ∆t = 0,001 s
t2 = t1 + ∆t
t2 = 3 + 0,001 = 3,001 s
v(3,001) = 10 – 8(3,001) + 6(3,001)2 = 40,028006 m/s
arata-rata = (v2 – v1)/ (t2 – t1)
arata-rata = (40,028006 – 40)/ (3,001 – 3)
arata-rata = 28,006 m/s2
kemudian selang waktu dan percepatan rata-rata dimasukkan dalam tabel berikut ini.
∆t (s)
|
a (m/s2)
|
0,1
|
28,6
|
0,01
|
28,06
|
0,001
|
28,006
|
Berdasarkan tabel di atas, nampak bahwa untuk nilai ∆t yang makin kecil (mendekati nol), percepatan rata-rata makin mendekati nilai 28 m/s2. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa percepatan sesaat pada saat t = 3 s adalah 28 m/s2.
Demikianlah artikel tentang definisi percepatan, jenis-jenis percepatan, rumus dan contoh soal tentang percepatan beserta penyelesaiannya. Semoga dapat bermanfaat untuk Anda. Terimakasih atas kunjungannya dan sampai jumpa di artikel berikutnya.
