Percepatan Rata – Rata dan Sesaat

Benda bergerak pada umumnyna memiliki kecepatan yang berubah – ubah, kadang bergerak lebih cepat dan kadang lebih lambat. Proses benda bergerak yang cenderung mempercepat atau memperlambat gerakannya disebut sebagai percepatan. Percepatan merupakan besaran yang memiliki nilai dan arah (besaran vektor). Nilai percepatan dapat dicari melalui persamaan perubahan kecepatan per selang waktu. Percepatan dibedakan menjadi dua jenis yaitu percepatan rata – rata dan percepatan sesaat. Perbedaan antara percepatan rata – rata dan sesaat terdapat pada waktu yang ditunjuk.

Gerakan percepatan benda dapat dilihat melalui percobaan menggunakan ticker timer. Cara kerja ticker timer mampu merekam titik – titik pergerakan benda setiap satuan waktu. Benda yang bergerak secara konstan akan menghasilkan jarak yang sama antar titik. Benda yang bergerak dipercepat akan menghasilkan jarak antar titik yang bertambah dari rapat menjadi semakin renggang. Sedangkan pada benda dengan gerakan diperlambat ditunjukkan dengan jarak antar titik yang semakin berkurang, dari renggang menjadi semakin rapat.

Bagaimanakah cara menghitung besar nilai percepatan rata – rata pada gerakan suatu benda? Bagaimanakan cara mencari percepatan sesaat dari gerakan suatu benda? Sobat idschool dapat menyimak bahasan lebih lanjutnya melalui ulasan di bawah.

Baca Juga: Perbedaan Kelajuan dan Kecepatan

Rumus Percepatan Rata – Rata

Percepatan rata – rata merupakan percepatan gerak benda dalam selang waktu tertentu. Selang waktu yang digunakan pada percepatan rata – rata umumnya memiliki rentang waktu tertentu, biasanya cukup lama/panjang.

Besar percepatan rata – rata secara umum dihitung melalui kecepatan per selang waktu tertentu. Misalnya pada sebuah benda yang bergerak dengan kecepatan V₁ yang dipercepat menjadi V₂ dalam rentang waktu t₁ sampai t_2. Percepatan rata – rata dari benda tersebut sama dengan selisih kecepatan per selang waktu tempuh tersebut.

Baca Juga: Gerak Parabola

Rumus Percepatan Sesaat

Antara percepatan sesaat dan percepatan rata – rata hanya berbeda pada selang waktunya. Pada percepatan rata – rata, selang waktu terjadi untuk rentang waktu tertentu. Sedangkan pada percepatan sesaat, selang waktu ditunjuk untuk perubahan kecepatan yang terjadi dalam waktu sangat singkat.

Cara mendapatkan besar nilai percepatan sesaat akan baik dilakukan untuk selang waktu yang semakin singkat. Sehingga, untuk mendapatkan nilai percepatan sesaat perlu mengambil nilai limit waktu pada ∆t mendekati 0 (∆t → 0). Persamaan yang dapat digunakan untuk mendapatkan besar nilai percepatan sesaat diberikan seperti berikut.

Baca Juga: Gerak Melingkar Beraturan

Contoh Soal dan Pembahasan

Sobat idschool dapat menggunakan beberapa contoh soal di bawah untuk menambah pemahaman materi di atas. Setiap contoh soal yang diberikan dilengkapi dengan pembahasan. Sobat idschool dapat menggunakan pembahasan soal tersebut sebagai tolak ukur keberhasilan mengerjakan soal. Selamat Berlatih!

Contoh 1 – Soal Mencari Percepatan Rata – rata

Sebuah mobil sedang bergerak sepanjang jalan tol yang lurus. Kecepatan mobil mula – mula 15 m/s. Jika kemudian pengendara mengerem setelah 5 s kecepatan menjadi 5 m/s maka percepatan rata – ratanya adalah ….
A. 1 m/s²
B. 2 m/s²
C. 3 m/s²
D. 4 m/s²
E. 5 m/s²

Pembahasan:

Informasi yang diberikan pada soal adalah sebagai berikut:

• Kecepatan mula – mula: v₀ = 15 m/s
• Kecepatan akhir: v_t = 5 m/s
• Selang waktu tempuh: ∆t = 5 s

Menghitung percepatan rata – rata yang dialami mobil:

Jadi, percepatan rata – rata pada mobil tersebut adalah 2 m/s², tanda negatif menunjukkan bahwa arahnya berlawanann dengan kecepatan awal mobil tersebut.

Jawaban: B

Contoh 2 – Soal Percepatan Rata – Rata dan Sesaat

Sebuah mobil melaju kencang dengan kecepatan 90 km/jam. Pada saat pengemudi mobil menginjak rem, laju mobil mengalami perlambatan tetap sebesar 5 m/s². Waktu yang dibutuhkan mobil hingga berhenti adalah ….
A. 4 s
B. 5 s
C. 9 s
D. 18 s
E. 27 s

Pembahasan:

Informasi yang diperoleh dari soal adalah sebagai berikut.

• kecepatan awal: v₁ = 90 km/jam
• kecepatan akhir: V₂ = 0 km/jam (sampai mobil berhenti/tidak ada kecepatan)
• Perlambatan yang terjadi pada mobil: – 5 m/s² (ada tanda negatif dikarenakan merupakan perlambatan yang arahnya berlawanan dengan kecepatan awal)
• waktu mulai mengerem: t₁ = 0 s (waktu dimulainya perlambatan)

Menghitung waktu yang dibutuhkan sampai berhenti (t₂):

Jadi, waktu yang dibutuhkan mobil hingga berhenti adalah 18 s.

Jawaban: D

Contoh 3 – Menghitung Jarak yang Ditempuh Setelah Terjadi Perlambatan

Sebuah mobil bergerak dengan kelajuan 10 m/s. Mobil tersebut tiba – tiba direm sehingga mengalami perlambatan 5 m/s². Jarak yang ditempuh mobil sampai berhenti adalah ….
A. 0,5 m
B. 5 m
C. 7,5 m
D. 10 m
12,5 m

Pembahasan:

Berdasarkan keterangan yang diberikan pada soal dapat diperoleh informasi – informasi seperti berikut.

• Kelajuan awal: V_o = 10 m/s
• Perlambatan: a = 5 m/s²
• Kelajuan akhir: V_t = 0 (kondisi mobil sampai berhenti sehingga nilai kecepatan akhirnya adalah nol)

Menghitung jarak yang ditempub mobil sampai berhenti:

V_t² = V_O² – 2as
0 = 10² – 2×5×s
0 = 100 – 10×s
10s = 100
s = ¹⁰⁰/₁₀ = 10 meter

Jadi jarak yang ditempuh mobil sampai berhenti adalah 10 meter

Jawaban: D

Demikianlah tadi ulasan materi percepatan rata – rata dan sesaat. Benda yang bergerak sering mengalami percepatan atau perlambatan. Antara percepatan dan perlambatan memiliki cara yang sama dalam menghitung nilainya. Perbedaan antara percepatan dan perlambatan terletak pada tanda positif atau negatif.

Tanda negatif pada hasil akhir menunjukkan bahwa benda tersebut mengalami perlambatan. Sedangkan hasil positif (tidak ada tanda) menunjukkan bahwa benda mengalami percepatan.

Terimakasih sudah mengunjungi idschool(dot)net, semoga bermanfaat.

Baca Juga: Hubungan Rumus Usaha dan Energi (Potensial dan Kinetik)

Sumber gini.com