Persamaan untuk Kecepatan, Kecepatan & Akselerasi

Isi

• TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Dibaca)
• Formula untuk Kecepatan
• Formula untuk Velocity
• Persamaan untuk Akselerasi
• Kalkulator Online
• Peringatan

Masalah yang melibatkan penghitungan kecepatan, kecepatan, dan akselerasi biasanya muncul dalam fisika. Seringkali masalah ini memerlukan penghitungan gerakan relatif dari kereta, pesawat dan mobil. Persamaan ini juga dapat diterapkan untuk masalah yang lebih kompleks seperti kecepatan suara dan cahaya, kecepatan benda-benda planet dan percepatan roket.

TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Dibaca)

Persamaan untuk kecepatan, kecepatan dan percepatan tergantung pada perubahan posisi dari waktu ke waktu. Kecepatan rata-rata menggunakan persamaan "kecepatan sama dengan jarak yang ditempuh (d) dibagi dengan waktu tempuh (t)," atau kecepatan rata-rata = d ÷t. Kecepatan rata-rata sama dengan kecepatan dalam suatu arah. Akselerasi rata-rata (a) sama dengan perubahan kecepatan (Δv) dibagi dengan interval waktu perubahan kecepatan (Δt), atau a = Δv ÷ Δt.

Formula untuk Kecepatan

Kecepatan mengacu pada jarak yang ditempuh selama periode waktu tertentu. Formula yang umum digunakan untuk kecepatan menghitung kecepatan rata-rata daripada kecepatan sesaat. Perhitungan kecepatan rata-rata menunjukkan kecepatan rata-rata seluruh perjalanan, tetapi kecepatan sesaat menunjukkan kecepatan pada setiap momen perjalanan. Sebuah speedometer kendaraan menunjukkan kecepatan sesaat.

Kecepatan rata-rata dapat ditemukan menggunakan jarak total yang ditempuh, biasanya disingkat d, dibagi dengan total waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak itu, biasanya disingkat t. Jadi, jika sebuah mobil membutuhkan waktu 3 jam untuk menempuh jarak total 150 mil, kecepatan rata-rata sama dengan 150 mil dibagi dengan 3 jam, sama dengan kecepatan rata-rata 50 mil per jam (150 ÷ ​​3 = 50).

Kecepatan sesaat sebenarnya adalah perhitungan kecepatan yang akan dibahas pada bagian kecepatan.

Satuan kecepatan menunjukkan panjang atau jarak dari waktu ke waktu. Mil per jam (mi / jam atau mph), kilometer per jam (km / jam atau kpj), kaki per detik (kaki / detik atau kaki / detik) dan meter per detik (detik / detik) semuanya menunjukkan kecepatan.

Formula untuk Velocity

Velocity adalah nilai vektor, yang berarti bahwa velocity termasuk arah. Kecepatan sama dengan jarak yang ditempuh dibagi dengan waktu perjalanan (kecepatan) ditambah arah perjalanan. Misalnya, kecepatan kereta yang berjalan 1.500 kilometer ke arah timur dari San Francisco dalam 12 jam akan menjadi 1.500 km dibagi dengan 12 jam ke timur, atau 125 kpj ke timur.

Kembali ke masalah kecepatan mobil, pertimbangkan dua mobil mulai dari titik yang sama dan bepergian dengan kecepatan rata-rata yang sama 50 mil per jam. Jika satu mobil melaju ke utara dan mobil lain melaju ke barat, mobil-mobil itu tidak berakhir di tempat yang sama. Kecepatan mobil menuju utara adalah 50 mph utara, dan kecepatan mobil menuju barat adalah 50 mph barat. Kecepatan mereka berbeda walaupun kecepatan mereka sama.

Kecepatan sesaat, agar sepenuhnya akurat, memerlukan kalkulus untuk mengevaluasi karena untuk mendekati "sesaat" memerlukan pengurangan waktu menjadi nol. Suatu pendekatan dapat dibuat, bagaimanapun, menggunakan persamaan kecepatan sesaat (v_saya) sama dengan perubahan jarak (Δd) dibagi dengan perubahan waktu (Δt), atau v_saya = Δd ÷ Δt. Dengan mengatur perubahan waktu sebagai periode waktu yang sangat singkat, kecepatan yang hampir seketika dapat dihitung. Simbol Yunani untuk delta, segitiga (Δ), berarti perubahan.

Misalnya, jika kereta yang bergerak telah menempuh 55 km ke timur pada jam 5:00 dan mencapai 65 km ke timur pada jam 6:00, perubahan jaraknya adalah 10 km di sebelah timur dengan perubahan waktu 1 jam. Memasukkan nilai-nilai ini ke dalam rumus v_saya = Δv ÷ Δt memberi v_saya = 10 ÷ 1, atau 10 kpj timur (diakui kecepatan lambat untuk kereta). Kecepatan sesaat adalah 10 km per jam di timur, baca pada speedometer mesin sebagai 10 kilometer per jam. Tentu saja, satu jam bukan "instan," tetapi berfungsi sebagai contoh.

Misalkan sebaliknya seorang ilmuwan mengukur perubahan posisi ()d) dari sebuah objek sebagai 8 meter selama interval waktu (Δt) dari 2 detik. Dengan menggunakan rumus, kecepatan sesaat sama dengan 4 meter per detik (m / s) berdasarkan perhitungan v_saya = Δd ÷ Δt, atau v_saya = 8 ÷ 2 = 4.

Sebagai kuantitas vektor, kecepatan sesaat harus mencakup suatu arah. Namun, banyak masalah mengasumsikan bahwa objek terus bergerak ke arah yang sama selama interval waktu yang singkat itu. Arah objek itu kemudian diabaikan, yang menjelaskan mengapa nilai ini sering disebut kecepatan sesaat.

Persamaan untuk Akselerasi

Apa rumus untuk akselerasi? Penelitian menunjukkan dua persamaan yang tampaknya berbeda. Satu rumus, dari hukum kedua Newton, menghubungkan gaya, massa, dan percepatan dalam gaya persamaan (F) sama dengan massa (m) kali percepatan (a), ditulis sebagai F = ma. Rumus lain, akselerasi (a) sama dengan perubahan kecepatan (Δv) dibagi dengan perubahan waktu (Δt), menghitung laju perubahan kecepatan dari waktu ke waktu. Rumus ini dapat ditulis a = Δv ÷ Δt. Karena kecepatan mencakup kecepatan dan arah, perubahan akselerasi dapat terjadi akibat perubahan kecepatan atau arah atau keduanya. Dalam sains, satuan untuk akselerasi biasanya adalah meter per detik per detik (m / s / s) atau meter per detik kuadrat (m / s²).

Dua persamaan ini, F = ma dan a = Δv ÷ Δt, tidak bertentangan satu sama lain. Yang pertama menunjukkan hubungan kekuatan, massa, dan akselerasi. Yang kedua menghitung akselerasi berdasarkan perubahan kecepatan selama periode waktu tertentu.

Ilmuwan dan insinyur menyebut peningkatan kecepatan sebagai akselerasi positif dan penurunan kecepatan sebagai akselerasi negatif. Namun, kebanyakan orang menggunakan istilah perlambatan alih-alih akselerasi negatif.

Akselerasi Gravitasi

Di dekat permukaan Bumi, percepatan gravitasi adalah konstan: a = -9,8 m / s² (meter per detik per detik atau meter per detik kuadrat). Seperti yang disarankan Galileo, objek dengan massa berbeda mengalami percepatan yang sama dari gravitasi dan akan jatuh dengan kecepatan yang sama.

Kalkulator Online

Dengan memasukkan data ke dalam kalkulator kecepatan online, akselerasi dapat dihitung. Kalkulator online dapat digunakan untuk menghitung persamaan kecepatan untuk akselerasi dan gaya. Menggunakan kalkulator akselerasi dan jarak membutuhkan pengetahuan kecepatan dan waktu juga.

Peringatan