Skip to main content

Kecepatan dengan Analisis Vektor

Kecepatan Rata-Rata dan Kecepatan Sesaat
Secara matematis, kecepatan didefinisikan sebagai perubahan posisi per satuan waktu. Di Kelas X, Anda telah mempelajari tentang kecepatan yang terbagi atas kecepatan rata-rata dan kecepatan sesaat. Sekarang, Anda akan membahas analisis mengenai kedua jenis kecepatan tersebut ditinjau dari perhitungan vektor.
a. Kecepatan Rata-Rata
Perhatikanlah Gambar 1.6. Posisi benda di titik P pada saat t dinyatakan sebagai r. Kemudian, benda tersebut berpindah selama selang waktu Δt sejauh Δr sehingga pada saat t + Δt, benda berada di titik Q dengan posisi r + Δr

Gambar 1.6 Sebuah benda berpindah secara linear dari titik P ke titik Q.
Berdasarkan Persamaan (1–3) dapat dituliskan perpindahan posisi benda adalah sebagai berikut.
Δr = (r + Δr) – r
Berdasarkan definisi matematis kecepatan, dapat dituliskan

dengan v disebut kecepatan rata-rata. Kecepatan rata-rata benda dalam arah sumbu-x dan sumbu-y dapat dicari dengan cara memasukkan nilai Δr dari Persamaan (1–3) sebagai berikut.

Perhatikanlah Gambar 1.7. Gambar tersebut menunjukkan grafik perpindahan benda dari titik P ke titik Q menurut sumbu-x.

Gambar 1.7 Apabila gerak benda hanya pada arah sumbu-x maka kecepatan rata-rata benda vx adalah kemiringan garis yang menghubungkan titik P dengan titik Q, yaitu Δx/Δt
Dari grafik tersebut dapat dilihat bahwa selama selang waktu Δt, benda berpindah sejauh Δx. Oleh karena itu, kecepatan rata-rata benda dalam arah sumbu-x, yaitu Δx/Δt dituliskan dengan lambang vx . Apabila benda tersebut juga berpindah menurut sumbu-y, kecepatan rata-rata benda dalam arah sumbu-y, yaitu Δy/Δt dituliskan dengan lambang  vy . Dengan demikian, kecepatan rata-rata sebuah benda pada bidang xy dapat dituliskan sebagai berikut.

Besar kecepatan rata-rata benda dapat dihitung menggunakan persamaan berikut.

b. Kecepatan Sesaat
Kecepatan sesaat suatu benda dapat diketahui dengan cara menghitung kecepatan rata-rata benda tersebut untuk selang waktu yang sangat singkat atau Δt mendekati nol. Penulisannya secara matematis adalah sebagai berikut.

Perhatikanlah Gambar 1.8 berikut.

Gambar 1.8 Grafik x terhadap t untuk selang waktu Δt yang semakin kecil
Dari gambar tersebut, dapat Anda lihat bahwa kemiringan garis yang menyatakan kecepatan rata-rata suatu benda akan semakin curam apabila selang waktu perpindahannya semakin kecil. Oleh karena itu, kecepatan sesaat dapat didefinisikan sebagai kemiringan garis tangensial pada titik P, yaitu turunan posisi terhadap waktu. Pada Gambar 1.8, kecepatan sesaatnya secara matematis dituliskan sebagai berikut.

Dalam kajian vektor, kecepatan sesaat benda yang bergerak menurut sumbu-x dan sumbu-y dinyatakan sebagai berikut

Oleh karena maka Persamaan (1–12) dapat dituliskan menjadi

Besarnya kecepatan sesaat atau kelajuan rata-rata benda dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut

Perhatikanlah Gambar 1.9. Dari grafik kecepatan terhadap waktu benda di titik P yang memiliki kecepatan v, arah kecepatan benda di titik tersebut terhadap sumbu-x dinyatakan dengan θ . Besar θ secara matematis, dapat diperoleh sebagai berikut

dengan: vx = v cosθ , dan
vy = v sinθ .
Contoh
Sebuah partikel sedang bergerak pada suatu bidang dengan sumbu koordinat x dan y. Posisi partikel berubah terhadap waktu mengikuti persamaan r = (6 + 3t)i + (8 + 4t)j dengan r dalam meter dan t dalam sekon. Tentukanlah:
a. perpindahan partikel dalam selang waktu t = 0 hingga t = 2 sekon;
b. besar kecepatan rata-rata partikel dalam selang waktu t = 0 hingga t = 2 sekon;
c. besar dan arah kecepatan partikel pada saat t = 2 sekon.
Jawab
Diketahui: vektor posisi partikel, yaitu r = (6 + 3t)i + (8 + 4t)j.
a. t1 = 0 sekon adalah r1 = [6 + (3)(0)]i + [8 + (4)(0)]j = (6i + 8j) meter.
t2 = 2 sekon adalah r2 = [6 + (3)(2)]i + [8 + (4)(2)]j = (12i + 16j) meter.
Perpindahan partikel dari t1 = 0 sekon hingga t2 = 2 sekon adalah
Δr = r2r1= (12i + 16j) – (6i + 8j) = (6i + 8j) meter
Besar vektor Δr adalah

b. Kecepatan rata-rata partikel adalah

Besar kecepatan rata-rata partikel adalah

c. Vektor kecepatan partikel sebagai fungsi waktu ditentukan sebagai berikut.

Dengan demikian, diperoleh vektor kecepatan sesaat partikel adalah
v = vxi + vyj = (3i + 4j) m/s.
Besar kecepatan sesaat partikel adalah

Arah vektor kecepatan sesaat terhadap sumbu-x adalah θ dengan

2. Perhatikan grafik kedudukan (x) terhadap waktu (t) berikut

Tentukanlah kecepatan rata-rata benda dalam selang waktu:
a. antara t = 0 sampai t = 3 s;
b. antara t = 3 sampai t = 8 s; dan
c. antara t = 8 sampai t = 12 s.
Jawab
Diketahui: grafik xt dan kecepatan rata-rata

a. Kecepatan rata-rata benda antara t = 0 sampai t = 3 s adalah

b. Kecepatan rata-rata benda antara t = 3 sampai t = 8 s adalah

c. Kecepatan rata-rata benda antara t = 8 sampai t = 12 s adalah

Popular posts from this blog

CERITA DEWASA ISTRIKU UNTUK SUAMINYA, AKU UNTUK ISTRINYA

Usiaku 32 tahun, telah beristri berusian 29 tahun dan memiliki 2 orang anak yang sudah sekolah di SD. Aku tinggal di Perumahan ini telah 9 tahun semenjak aku berumah tangga. Aku bersyukur memiliki istri yang cantik dan seksi. Terutama buahdadanya yang montok membuat mata lelaki jelalatan bila memandang istriku. Apalagi istriku paling senang mengenakan kaos ketat dan jelana jean, sehingga tubuhnya yang seksi begitu jelas tercetak jika dia berjalan. Didepan rumahku adalah pasangan suami istri yang usianya hampir sama denganku. Usia sang suami 32 tahun dan istrinya berusia 27 tahun. Mereka telah 8 tahun menikah dan dikarunia satu orang anak berusia 7 tahun. Tetanggaku adalah seorang konsultan lepas yang sering diberi kepercayaan untuk mengawasi beberapa pelaksanaan proyek atau program pemerintah untuk masyarakat. Sehingga sering kali ia mendapatkan proyek di luar kota. Sedangkan istrinya adalah pegawai instansi pemerintah. Cerita ini dimulai saat tetanggaku mendapat proyek unt...

Penggolongan Materi Secara Fisika: Padat, Cair, Gas | Fisika Kelas 7

Siapa sih di antara kamu yang nggak suka makan es krim? Rasanya yang manis dan lembut ini, pasti bikin banyak orang yang suka, ya. Apalagi kalo dimakannya pas siang hari yang terik. Beuuhh… segeerrr…!!! Kamu tau nggak, es krim ini termasuk ke dalam materi loh, dan materi itu terbagi menjadi tiga macam wujud. Wah, apa tuh materi? Nah, di artikel ini kita akan bahas pengertian materi serta macam-macam wujudnya. Yuk, langsung aja kita simak, ya! Apa itu Materi? Materi merupakan segala sesuatu (zat) yang menempati ruang dan memiliki massa. Maksudnya menempati ruang itu apa, sih? Artinya, materi ini memiliki volume. Sementara itu, maksud memiliki massa ini, artinya materi memiliki berat. Contohnya kayak es krim tadi, teman-teman. Es krim itu termasuk materi karena bisa kita masukkan ke dalam wadah (memiliki volume). Terus, kalo kita pegang es krimnya, pasti akan terasa beratnya. Yaaa… walaupun nggak berat-berat banget, sih. Hehehe… Sampai sini, kamu paham ya mengenai materi? Intinya, mat...

Ogah Terlalu Lama Euforia Comeback Dramatis di Solo, Tomas Trucha Tatap Laga Hadapi Persebaya Surabaya di Stadion BJ Habibie

PSM Makassar mulai mengalihkan fokus menuju laga berikutnya di ajang Super League setelah meraih kemenangan dramatis atas Persis Solo di Stadion Manahan, Solo, Sabtu (29/11/2025) malam. Kemenangan tersebut menjadi suntikan moril bagi skuad Juku Eja, namun tim diminta tidak larut dalam euforia karena jadwal padat sudah menanti. Berdasarkan evaluasi awal, tim pelatih menilai masih ada sejumlah aspek permainan yang perlu dibenahi, terutama terkait konsistensi lini belakang. Kebobolan tiga gol dalam satu pertandingan menjadi perhatian utama karena menunjukkan adanya celah yang harus segera diperbaiki. Meski begitu, kemampuan PSM untuk bangkit dan membalikkan keadaan tetap dianggap sebagai modal positif untuk pertandingan selanjutnya. Fokus klub saat ini juga tertuju pada pemulihan kondisi fisik pemain. Laga berintensitas tinggi melawan Persis membuat stamina para pemain terkuras, sehingga tim medis telah menyiapkan program pemulihan agar seluruh pemain kembali bugar sebelum pertanding...