Tujuh Pelajaran Singkat Fisika
Jarak vs Jarak Terarah dan Perpindahan
Baik jarak dan perpindahan sama-sama mengukur pergerakan suatu benda. Jarak adalah besaran skalar sedangkan perpindahan adalah besaran vektor dengan besar dan arah. Jarak kedua titik tidak dapat bernilai negatif. Di sisi lain, karak terarah tidak mengukur pergerakan; itu mengukur posisi sebuah titik dari suatu titik acuan, dan dinyatakan dalam bentuk vektor.
Jarak yang ditempuh oleh kendaraan (misalnya seperti yang dicatat oleh odometer), orang, hewan, atau objek di sepanjang lintasan melengkung dari titik A ke titik B harus dibedakan dari jarak garis lurus dari A ke B, karena secara umum jarak garis lurus tidak sama dengan jarak yang ditempuh, kecuali untuk perjalanan dalam garis lurus.
Jarak terarah dapat ditentukan di sepanjang garis lurus dan di sepanjang lintasan melengkung. Jarak terarah sepanjang garis lurus adalah vektor yang memberikan informasi jarak dan arah antara titik awal dan titik akhir. Jarak terarah titik dari titik pada garis dan dalam arah pada ruang vektor Euklides adalah jarak dari ke jika jatuh pada sinar , tetapi bernilai negatif jika jatuh pada sinar .
Jarak terarah sepanjang lintasan melengkung bukanlah vektor dan diwakili oleh segmen garis lengkung yang ditentukan oleh titik ujung A dan B, dengan beberapa informasi spesifik yang menunjukkan pengertian (atau arah) gerakan ideal atau nyata dari satu titik ujung lintasan ke yang lain. Misalnya, hanya memberi A dan B sebagai label dua titik dapat menunjukkan pengertian, jika urutan (A, B) menyiratkan bahwa A adalah titik awal.
Perpindahan adalah kasus spesial jarak terarah yang terdefinisi di mekanika. Jarak terarah disebut perpindahan jika lintasan antara titik A dan B berupa garis lurus (jarak terpendek antara A dan B).
Rumus Kecepatan Rata-Rata
Berdasarkan buku `Fisika` untuk kelas X terbitan Visindo, kecepatan adalah perbandingan antara perpindahan suatu benda terhadap waktu tempuhnya. Kecepatan termasuk besaran vektor dengan satuannya berupa km/jam, m/menit, m/detik, dan lainnya.
Adapun rumus kecepatan adalah v = S/t, dengan keterangan sebagai berikut. v adalah kecepatan/kelajuan (m/s). S adalah jarak/perpindahan (m). t adalah waktu (s).
Adapun jarak (s) dapat dihitung dengan rumus S = v x t, yakni kecepatan dikali waktu. Selain jarak, adapun rumus waktu adalah t = S/v, yakni jarak dibagi kecepatan. Perlu diketahui bahwa kecepatan merupakan kelajuan yang mempunyai arah. Sedangkan kecepatan rata-rata diartikan sebagai perpindahan yang ditempuh dalam selang waktu tertentu.
Rumus kecepatan rata-rata dapat ditulis seperti ini v = ∆x / ∆t dengan keterangan sebagai berikut. v adalah kecepatan rata-rata (m/s-1). ∆x adalah perpindahan akhir-awal (m). ∆t adalah perubahan waktu akhir-awal (sekon)
Rumus Kecepatan Rata-Rata
Kecepatan rata-rata merupakan perbandingan antara jarak yang ditempuh oleh suatu benda terhadap waktu yang diperlukan tanpa memperhatikan jenis gerakan yang dilakukan.
Kecepatan rata-rata adalah perpindahan sebuah benda dalam selang waktu tertentu. Rumus kecepatan rata-rata adalah hasil bagi dari perpindahan dengan selang waktu, yaitu v = Δs / Δt.
Δx adalah perpindahan, yaitu s akhir - s awal dalam satuan meter. Sedangkan Δt adalah perubahan waktu, yaitu t akhir - t awal dalam satuan sekon. Maka, satuan kecepatan rata-rata adalah m/s atau dapat dikonversi menjadi km/jam.
Dalam buku “Rumus Lengkap Fisika SMP” oleh Drs. J. Untoro, kecepatan rata-rata juga dapat ditulis sebagai v = S(total) ÷ t(total) = S1+S2+...... Sn ÷ t1+t2…….tn.
Tachometer Alat untuk Membaca RPM Mesin dengan Benar
Sumber: Lksotomotif.com
Setelah pada penjelasan sebelumnya membahas tentang definisi RPM, maka kita juga perlu untuk memahami bagaimana cara agar RPM ini dapat dibaca. RPM sendiri menjadi salah satu indikator penting pada sebuah mesin kendaraan.
Untuk membaca RPM, sebenarnya bisa sangat mudah, pasalnya kebanyakan bentuk pada panel indikator itu berbentuk ‘gauge’ atau sebuah petunjuk yang memiliki bentuk seperti lingkaran atau busur lingkaran. Kemudian, disana akan ada deretan angka dari nol sampai sepuluh beserta dengan jarum petunjuknya.
Alat meter yang menjadi penunjuk RPM biasa disebut dengan tachometer. Di dalamnya terdapat angka nol hingga sepuluh yang masing-masingnya berarti menunjukkan bilangan ribuan. Jadi, ketika jarum pada panel tachometer menunjukkan angka dua, itu berarti jumlah putaran pada poros engkol mesin tersebut adalah 2.000 rpm. Tentu cara membaca RPM ini akan sangat mudah untuk dilakukan jika sebelumnya kamu sudah mengetahui dasarnya.
Pada dasarnya, bentuk panel tachometer ini terdiri dari dua jenis, yakni bentuk manual dan bentuk digital. Tachometer manual adalah jenis panel yang paling banyak digunakan pada kebanyakan sepeda motor saat ini. Hal ini berarti bentuk penunjuk RPM-nya berbentuk lingkaran dengan memakai jarum penunjuk angka. Pemilihan bentuk ini dipilih dengan tujuan agar memudahkan pemakainya lebih mudah ketika ingin membaca RPM kendaraan.
Angka pada RPM ini sering kali menjadi penentu kinerja mesin pada sebuah kendaraan. Karena, nilai yang tertera pada RPM ini bisa menunjukkan seberapa keras kinerja dari mesin motor tersebut. Hal ini tercermin dengan cara berapa ribu kali mesin itu berputar dalam satu menit.
Untuk para pemilik kendaraan, baik itu mobil maupun sepeda motor, terdapat beberapa hal yang perlu diketahui. Peningkatan angka RPM itu sama dengan peningkatan kecepatan putaran mesin. Peningkatan kecepatan mesin itu berarti output serta kecepatan kendaraan juga akan terpengaruhi.
Dengan kata lain, apabila angka torsinya konstan, maka akan semakin tinggi RPM dan semakin tinggi juga kecepatannya. Tetapi, RPM dan kecepatan kendaraan ini juga belum tentu proporsional. Sebab, output dari kendaraan (tenaga kuda) adalah produk dari torsi yang merupakan gaya putar terhadap mesin. Oleh karena itu, RPM juga akan dipengaruhi oleh kinerja torsi.
Dalam kasus komputer, RPM ini mengacu pada kecepatan piringan hard disk yang berputar dalam hitungan satu menit. Disk dalam hard disk drive (HDD) dibedakan dengan jenis lainnya dengan istilah Platter. Hal ini mengacu pada disk yang berbentuk bundar sebagai tempat direkamnya data pada hard disk.
Saat ingin merekam data pada hard disk, maka platter harus berputar untuk melakukan tugasnya. Semakin tinggi kecepatan putaran platter, maka akan semakin cepat juga hard disk membaca data tersebut.
Di sisi lain, apabila platter berputar dengan kecepatan yang tinggi, maka akan timbul dan terjadi beberapa kerugian. Di antara kerugian yang akan timbul adalah meningkatnya kebisingan putaran dan meningkatnya suhu panas dalam platter dan hard disk. Namun secara umum, semakin tinggi nilai RPM, semakin tinggi juga kualitasnya, dan tentu saja semakin tinggi juga harga jualnya.
Perbedaan Antara Kelajuan dan Kecepatan
Kelajuan diartikan sebagai besaran skalar dan kecepatan adalah vektor. Kelajuan ialah jarak yang ditempuh suatu benda yang dibagi dengan selang waktu atau waktu untuk menempuh jarak itu. sedangkan kecepatan ialah proses berpindahnya suatu benda dibagi selang waktu. Kelajuan, besaran skalar dari vektor kecepatan, hanya menunjukkan seberapa cepat suatu benda bergerak.
Jarak Secara Fisik
Sebuah penanda jalan yang menunjukkan jarak (Analogue Kid/Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported).
Jarak secara fisik dapat merujuk beberapa hal berbeda, yaitu:
Definisi jarak yang tidak umum dapat berguna untuk memodelkan situasi fisik tertentu, tetapi juga dipakai dalam matematika murni:
Pada gambar di atas, jarak Euklides antara kedua titik dinyatakan dalam garis berwarna hijau. Garis berwarna merah, biru, dan kuning menyatakan jarak Manhattan antara dua titik yang sama
Ukuran jarak dalam kosmologi lebih rumit karena dipengaruhi oleh faktor ekspansi alam semesta, dan oleh efek-efek yang dijelaskan oleh teori relativitas (seperti kontraksi panjang benda bergerak).
Definisi “jarak” juga digunakan sebagai analogi untuk mengukur dua objek non-fisik dalam cara tertentu. Pada bidang ilmu komputer, terdapat notasi “jarak pengeditan” antara dua senarai (string). Sebagai contoh, kata “makan” dan “makam” yang hanya berbeda satu huruf, lebih dekat jaraknya daripada kata “makan” dan “malam” yang memiliki perbedaan dua huruf. Konsep ini digunakan dalam teori kode dan pada pemeriksa ejaan. Secara matematis, jarak dapat didefinisikan dalam beberapa cara:
Dalam matematika, ruang metrik adalah himpunan di mana jarak antar anggota-anggota himpunan terdefinisi. Dengan cara ini, banyak tipe “jarak” dapat dihitung, seperti traversal graf, perbandingan distribusi dan kurva, dan definisi tidak umum “ruang” (sebagai contoh lipatan dan refleksi).
Notasi jarak di teori graf digunakan untuk mendeskripsikan jejaring sosial, sebagai contoh bilangan Erdős atau bilangan Bacon—bilangan yang menunjukkan jauhnya hubungan kolaboratif seseorang dari matematikawan Paul Erdős dan dengan aktor Kevin Bacon.
Dalam psikologi, geografi manusia, dan ilmu sosial, jarak sering kali diartikan bukan sebagai ukuran yang objektif, tetapi sebagai pengalaman subjektif.
Contoh Soal Kecepatan Jarak dan Waktu
Setelah mengetahui rumus-rumus kecepatan, jarak dan waktu di atas, berikut contoh soal agar lebih paham lagi.
1. Sebuah mobil melaju dengan kecepatan tetap. Dalam waktu 3 jam, mobil tersebut menempuh jarak 210 km. Berapa kecepatan mobil tersebut? A. 80 km/jam B. 70 km/jam C. 72 km/jam D. 82 km/jam E. 76 km/jam Jawaban: B
Pembahasan dengan rumus kecepatan Jarak (S)= 210 km Waktu (t)= 3 jam Maka, dapat dihitung dengan rumus v= S/t, yakni v= 210 km/3 jam v= 70 km/jam
Dari perhitungan dengan menggunakan rumus di atas, maka didapat hasil kecepatan mobil adalah 70 km/jam
2. Sebuah kendaraan menempuh jarak 600 meter selama 5 menit, kemudian selama 10 menit berikutnya menempuh jarak 900 meter. Setelah itu, pada 750 meter terakhir waktu tempuhnya adalah 15 menit. Kecepatan rata-rata kendaraan itu adalah … A. 70 meter/menit B. 750 meter/menit C. 75 meter/menit D. 75 km/menit E. 7,5 meter/menit Jawaban: C
Pembahasan: S total = 600+900+750= 2250 meter t total= 5+10+15=30 menit Maka dapat dihitung dengan rumus v = ∆x / ∆t, yakni v= 2250 meter/30 menit v= 75 meter/menit
Dari perhitungan dengan menggunakan rumus di atas, maka didapat hasil kecepatan rata-rata mobil ada 75 meter/menit
3. Sebuah mobil melaju dengan kecepatan tetap. Berdasarkan speedometer, kecepatan laju mobil tersebut adalah 90 km/jam, selama 12 menit. Maka, berapa jarak yang ditempuh selama selang waktu tersebut? A. 12 km B. 15 km C. 14 km D. 18 km E. 16 km Jawaban: D
Pembahasan: v= 90 km/jam = 25 m/detik t= 12 menit = 720 detik Maka dapat dihitung dengan rumus S = v x t, yakni S= 25 m/detik x 720 detik S= 18.000 meter = 18 km
Dari perhitungan menggunakan rumus di atas, maka didapat hasil jarak yang ditempuh mobil tersebut adalah 18 km.
4. Sebuah truk melaju dengan kecepatan 70 km/jam. Truk akan menempuh jarak sejauh 140 km. Maka, berapa lama waktu yang dibutuhkan truk tersebut untuk sampai ke tempat tujuan? A. 1 jam 15 menit B. 1 jam 30 menit C. 2 jam D. 2 jam 25 menit E. 3 jam Jawaban: C
Pembahasan dengan rumus kecepatan S= 140 km v= 70 km/jam Maka dapat dihitung dengan rumus t = S/v, yakni t= 140 km/70 km/jam t= 2
Dari perhitungan dengan rumus di atas, maka didapat hasil waktu yang dibutuhkan truk tersebut adalah 2 jam.
5. Alia mengemudikan mobil dari rumah ke kantor yang berjarak sekitar 30 km dengan waktu 2 jam di perjalanan. Maka berapakah kecepatan dari mobil doni tersebut?
Diketahui: s = 30 km t = 2 jam Ditanya: v Dijawab: V = s/t V = 30 km/2 jam V = 15 km/jam Jadi, kecepatan dari mobil Alia adalah 15 km/jam.
6. Surya berjalan kaki dengan kecepatan rata-ratanya 2 meter per detik. Jadi, berapa jarak yang ditempuh Surya usai berjalan kaki selama 2 jam?
Diketahui: v = 2 meter/detik t = 2 jam = 2 x 60 x 60 = 7200 detik. Ditanya: s Dijawab: s = v x t s = 2 meter/detik x 7200 detik s = 14.400 meter = 14,4 km Jadi, jarak yang ditempuh Surya usai berjalan kaki selama 2 jam adalah 14,4 km.
7. Sebuah pesawat terbang dengan kecepatan 500 km/jam. Berapa lama waktu untuknya terbang dari kota A ke kota B apabila jarak kedua kota itu adalah 1.500 kilometer?
Diketahui: s = 1.500 km v = 500 km/jam Ditanya: t dari kota A ke kota B Dijawab: t = s/v t = 1500 km/500 km/jam t = 3 jam Jadi, waktu yang dibutuhkan pesawat itu untuk terbang kota A ke kota B adalah 3 jam.
8. Wildan mengendarai mobil dengan dari kota A ke kota B yang berjarak sekitar 20 km selama 2 jam lalu melanjutkan perjalanan 40 km menuju kota C selama 3 jam. Berapa kecepatan rata-rata yang telah ditempuh mobil Wildan?
Diketahui: s2-s1 = 40 km – 20 km = 20 km t2 – t1 = 3 jam – 2 jam = 1 jam Ditanya: kecepatan rata-rata Dijawab: v = (s2 – s1) / (t2 – t1) = 20 km/jam Jadi, kecepatan rata-rata yang telah ditempuh mobil Wildan adalah 20 km/jam.
9. Jarak Yogyakarta-Magelang adalah 195 km. Jika ditempuh menggunakan mobil dengan kecepatan 65 km/jam. Berapa waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak tersebut?
Jawab: Diketahui: s = 195 km; v = 65 km/jam. Ditanya: Waktu atau t. t = s ÷ v t = 195 ÷ 65 t = 3 Jadi, waktu yang dibutuhkan untuk menempuh jarak dari Yogyakarta-Magelang adalah 3 jam.
10. Seorang pelari cepat bergerak lurus beraturan dalam waktu 5 sekon. Ia dapat menempuh jarak 40 meter. Kecepatan rata-rata pelari itu adalah …
Jawab: Diketahui: Δs = 40 m, Δt = 5 s. v = Δs/Δt v = 40/5 = 8 m/s Jadi, kecepatan rata-rata pelari tersebut adalah 8 m/s.
11. Pelari atletik mampu menempuh jarak 200 meter dalam rentang waktu 25 detik. Berapakah kecepatan rata-rata pelari tersebut?
Jawab: Jarak tempuh = 200 m Waktu tempuh =25 detik Kecepatan rata-rata = 200/25 = 8 m/detik.
12. Motor vespa menempuh jarak 110 kilometer dalam kurun waktu 2 jam. berapakah kecepatan rata-rata motor vespa tersebut.
Jawab: Jarak tempuh = 110 km Waktu tempuh =2 jam Kecepatan rata-rata = 110/2 = 55 km/jam.
13. Doni mengendarai mobil nya dari rumah ke kantor yang berjarak sekitar 25 km dengan waktu 2 jam di perjalanan. Jadi berapakah jumlah kecepatan rata-rata mobil tersebut?
Jawab: Diketahui: S = 25 km t = 2 jam
Ditanya: kecepatan rata-rata (v) ….. ?
Dijawab: V = S / t V = 25 km / 2 jam V = 12,5 km/jam Maka, kecepatan mobil itu ialah 12,5 km/jam.
14. Pada saat Dono berlari diperkirakan dengan kecepatan rata-ratanya 1,5 meter per detik. Jadi, hitung jumlah jarak yang ditempuh oleh Doni setelah 2 jam perjalanan?
Jawab : Diketahui: v = 1,5 meter/detik t = 2 jam = 2 x 60 x 60 = 7200 detik.
Ditanya: Jadi berapa jumlah jarak yang dapat ditempuh oleh Doni setelah 2 jam berjalan (s) ?
Dijawab: s = v x t s = 1,5 meter/detik x 7200 detik s = 10800 meter = 10,8 km Jadi, jarak yang ditempuh oleh Doni setelah 2 jam berjalan ialah 10,8 km.
15. Ada pesawat yang ang diperkirakan dengan kecepatan 500 km/jam. Jadi, berapakah waktu yang dibutuhkan pesawat tersebut untuk terbang dari Bandar Lampung ke Bandung bila jarak kedua kota tersebut ialah 1400 kilometer ?
Jawab: Diketahui: S = 1400 km v = 500 km/jam
Ditanya: Diketahui waktu yang dibutuhkan pesawat terbang dari Bandar Lampung ke Bandung (t)?
Dijawab: t = s / t t = 1400 km / 500 km/jam Jadi, waktu yang dibutuhkan pesawat garuda indonesia untuk terbang dari Bandar Lampung ke Bandung ialah 2 jam 48 menit.
16. Vishal mengayu sebuah sepeda dengan kecepatan 2 m/s. Maka berapa lama waktu yang diperlukan vishal dalam menempuh jarak 100 meter?
Jawab: Diketahui: v = 2 m/s s = 120 m
Penyelesaian: t = s / v t = 100 / 2 t = 50 sekon Jadi, waktu diperlukan vishal adalah 50 sekon
17. Diketahui Ilham mengendarai sebuah sepeda motor dengan menempuh jarak 100 meter dengan waktu 25 detik. Maka berapakah kecepatan motor-motoran Ilham?
Jawab: Diketahui: s = 100 m t = 25 s
Ditanya v ….? Penyelesaian: v = s / t v = 100 / 25 v = 4 m/s Jadi, kecepatan motor-motoran vishal adalah 4 m/s
18. Apabila telah diketahui pada jarak X – Y ialah 33 km. Kemudian seorang Adik pergi dari X pukul 09.00 dengan kecepatan perjam 6 km. Dan pada kakaknya tersebut diperkirakan berangkat dari B pukul 09.00 dengan kecepatan perjam 5 km. Pukul berapakah kakak dan adik akan bertemu ?
Pembahasan: Gunakanlah rumus untuk menghitung jarak: s = v . t Jarak Adik + Jarak Kakak = 33 km 6 km . t + 5 km . t = 33 km 11 t = 33 t = 3 jam Jam mereka akan bertemu = 09.00 + 3 jam = 12.00 Jadi, Adik dan Kakak akan bertemu pada pukul 12.00
19. Jarak Bekasi–Jakarta 60 km. Angga berangkat ke Jakarta dengan sepeda mobil pukul 07.30. Kecepatan rata-rata angga ialah 40 km/jam.
Hitunglah: a. Berapa waktu tempuh yang dibutuhkan oleh Angga untuk sampai ke Jakarta ? b. Pukul Berapakah Angga tiba di Jakarta?
Jawaban: a. kita peruganakan Rumus untuk menghitung waktu tempuh ialah t=s/v atau = Jarak : kecepatan = 60 km : 40 km/jam = 1,5 jam
Maka berapakah waktu yang dibutuhkan untuk menempuh jarak Bekasi–Jakarta ialah 1,5 jam = 1 jam 30 menit.
b. Tibanya Angga di Jakarta = Waktu pergi+ waktu tempuh = pukul 07.30+ pukul 01.30 = 09.00 Jadi, Angga tiba di Jakarta pukul 09.00
20. Karno mengendarai ssebuah mobil dengan kecepatan rata-rata 60 km/jam. Dari Jakarta hingga menuju kota Bandung ia berangkat pada pukul 04.00. Apabila Karno sampai di kota Bandung Pukul 07.00. Berapa Km jarak yang telah ditempuh Karno ?
Jawab : Keterangan Rumus jarak tempuh s=vxt Waktu tempuh dan = waktu tiba kemudian – waktu berangkat = Pukul 07.00 – Pukul 04.00 = 3 jam
Jarak yang ditempuh = kecepatan X waktu = 60 km/jam X 3 jam = 180 km Maka Karno sudah menempuh jarak 180 km
21. Jarak antara Jakarta–Bogor adalah 60 km. Rossa berangkat ke Bogor dengan sepeda motor pukul 07.30. Kecepatan rata-rata Rossa adalah 40 km/jam.
Pertanyaan: a. Agar sampai ke bogor maka berapakah waktu tempuh yang diperlukan Rossa ? b. Pukul Berapakah Ross tiba di Bogor?
Jawab: a. Rumus menghitung waktu tempuh adalah t=s/v atau = Jarak : kecepatan = 60 km : 40 km/jam = 1, 5 jam Jadi Rossi membutuhkan waktu untuk menempuh jarak dari Jakarta ke Bogor yaitu. 1,5 jam = 1 jam 30 menit.
b. Tiba di Bogor = Waktu saat keberangkatan + kemudian waktu tempuh = pukul 07.30+ pukul 01.30 = 09.00 Maka Rossa tiba di Bogor pukul 09.00.
RPM yang Ada Pada Sepeda Motor
Pada dasarnya, fungsi yang dimiliki oleh RPM dalam sepeda motor sama saja dengan fungsi RPM yang berada pada mobil, yaitu sebagai petunjuk untuk perputaran crankshaft mesin atau poros engkol dalam waktu satu menit. Dalam pengaplikasiannya pada sepeda motor, satu RPM berarti sama dengan satu putaran crankshaft.
Saat kita akan membeli sebuah motor, kita pasti akan sering menemukan pembahasan tentang daya maksimum yang akan dihasilkan oleh motor tersebut dalam istilah spesifikasinya. Jadi, hal ini perlu dipahami oleh calon pembeli guna mengetahui berapa jumlah RPM yang nantinya akan mempengaruhi daya mesin sepeda motor yang dihasilkan.
Adapun contoh penggunaan RPM dalam spesifikasi sepeda motor adalah sebuah sepeda motor A memiliki spesifikasi mesin 8,0kW/9.000 RPM. Maka ini artinya, daya maksimum yang akan dikeluarkan motor A tersebut sebesar 8,0kW pada 9.000 putaran mesin dalam jangka waktu satu menit. Biasanya, semakin tinggi jumlah CC yang dimiliki oleh motor, akan semakin tinggi juga jumlah RPM yang nantinya dihasilkan oleh sepeda motor tersebut.
Contoh Berbagai Kecepatan
Berikut disampaikan kecepatan dari yang paling rendah ke tercepat:
