Kecepatan didefinisikan sebagai a vektor pengukuran laju dan arah gerakan. Sederhananya, kecepatan adalah kecepatan di mana sesuatu bergerak dalam satu arah. Kecepatan mobil yang melaju ke utara di jalan bebas hambatan utama dan kecepatan peluncuran roket ke ruang angkasa keduanya dapat diukur menggunakan kecepatan.
Seperti yang mungkin sudah Anda duga, skalar (nilai absolut) besarnya vektor kecepatan adalah kecepatan gerak. Di kalkulus istilah, kecepatan adalah turunan pertama dari posisi sehubungan dengan waktu. Anda dapat menghitung kecepatan dengan menggunakan rumus sederhana yang mencakup laju, jarak, dan waktu.
Formula Kecepatan
Cara paling umum untuk menghitung kecepatan konstan dari suatu benda yang bergerak dalam garis lurus adalah dengan rumus ini:
r = d / t
- r adalah laju atau kecepatan (kadang-kadang dilambangkan sebagai v untuk kecepatan)
- d adalah jarak yang digerakkan
- t adalah waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan gerakan
Satuan Kecepatan
Satuan SI (internasional) untuk kecepatan adalah m / s (meter per detik), tetapi kecepatan juga dapat dinyatakan dalam satuan jarak per waktu. Unit lain termasuk mil per jam (mph), kilometer per jam (kpj), dan kilometer per detik (km / s).
Kecepatan, Kecepatan, dan Akselerasi
Kecepatan, kecepatan, dan percepatan semua terkait satu sama lain, meskipun mereka mewakili pengukuran yang berbeda. Berhati-hatilah untuk tidak membingungkan nilai-nilai ini satu sama lain.
- Kecepatan, menurut definisi teknisnya, adalah besaran skalar yang menunjukkan tingkat jarak gerak per waktu. Unitnya panjang dan waktu. Dengan kata lain, kecepatan adalah ukuran jarak yang ditempuh selama waktu tertentu. Kecepatan sering digambarkan hanya sebagai jarak yang ditempuh per unit waktu. Ini adalah seberapa cepat suatu objek bergerak.
- Kecepatan adalah kuantitas vektor yang menunjukkan perpindahan, waktu, dan arah. Tidak seperti kecepatan, kecepatan mengukur pemindahan, kuantitas vektor yang menunjukkan perbedaan antara posisi akhir dan awal objek. Kecepatan mengukur jarak, kuantitas skalar yang mengukur panjang total lintasan objek.
- Percepatan didefinisikan sebagai kuantitas vektor yang menunjukkan laju perubahan kecepatan. Ini memiliki dimensi panjang dan waktu ke waktu. Akselerasi sering disebut sebagai "mempercepat", tetapi itu benar-benar mengukur perubahan kecepatan. Akselerasi bisa dialami setiap hari di dalam kendaraan. Anda menginjak pedal gas dan mobil mempercepat, meningkatkan kecepatannya.
Mengapa Velocity Matters
Velocity mengukur gerakan yang dimulai di satu tempat dan menuju ke tempat lain. Aplikasi praktis kecepatan tidak terbatas, tetapi salah satu alasan paling umum untuk mengukur kecepatan adalah untuk menentukan seberapa cepat Anda (atau apa pun yang bergerak) akan tiba di tujuan dari lokasi tertentu.
Velocity memungkinkan untuk membuat jadwal untuk perjalanan, jenis masalah fisika yang umum diberikan kepada siswa. Sebagai contoh, jika kereta meninggalkan Penn Station di New York pada jam 2 malam. dan Anda tahu kecepatan di mana kereta bergerak ke utara, Anda dapat memprediksi kapan itu akan tiba di Stasiun Selatan di Boston.
Contoh Masalah Kecepatan
Untuk memahami kecepatan, lihatlah contoh masalah: seorang siswa fisika menjatuhkan telur dari bangunan yang sangat tinggi. Berapa kecepatan telur setelah 2,60 detik?
Bagian tersulit tentang penyelesaian kecepatan dalam masalah fisika seperti ini adalah memilih persamaan yang tepat dan memasukkan variabel yang benar. Dalam hal ini, dua persamaan harus digunakan untuk menyelesaikan masalah: satu untuk menemukan ketinggian bangunan atau jarak telur perjalanan dan satu untuk menemukan kecepatan akhir.
Mulailah dengan persamaan berikut untuk jarak untuk mengetahui seberapa tinggi bangunan itu:
d = vsaya* t + 0,5 * a * t2
dimana d jarak, vsaya adalah kecepatan awal, t adalah waktu, dan Sebuah adalah akselerasi (yang mewakili gravitasi, dalam hal ini, pada -9,8 m / s / s). Pasang variabel Anda dan Anda mendapatkan:
d = (0 m / s) * (2,60 s) + 0,5 * (- 9,8 m / s2) (2,60 dtk)2
d = -33.1 m (tanda negatif menunjukkan arah ke bawah)
Selanjutnya, Anda bisa memasukkan nilai jarak ini untuk menyelesaikan untuk kecepatan menggunakan persamaan kecepatan akhir:
vf = vsaya + a * t
dimana vfadalah kecepatan akhir, vsaya adalah kecepatan awal, Sebuah adalah akselerasi, dan t waktunya. Anda perlu memecahkan untuk kecepatan akhir karena objek dipercepat saat turun. Karena telur dijatuhkan dan tidak dilempar, kecepatan awalnya adalah 0 (m / s).
vf = 0 + (-9,8 m / s2) (2,60 dtk)
vf = -25,5 m / s
Jadi, kecepatan telur setelah 2,60 detik adalah -25,5 meter per detik. Velocity umumnya dilaporkan sebagai nilai absolut (hanya positif), tetapi ingat bahwa itu adalah kuantitas vektor dan memiliki arah serta besarnya. Biasanya, bergerak ke atas ditandai dengan tanda positif dan ke bawah dengan tanda negatif, cukup perhatikan akselerasi objek (negatif = melambat dan positif = mempercepat).