Tambah Pengalaman (Latihan Soal)

Sobat fisika, seperti yang dijanjikan pada postingan sebelumnya, bahwa pada postingan ini sobat fisika belajar menemukan solusi dari sebuah persoalan yang berhubungan dengan kecepatan rata-rata dan kecepatan sesaat. Persoalan berikut akan mengingatkan kembali sobat fisika pada penyelesaian-penyelesain besaran vektor. Tak perlu lama lama lagi, mari kita simak soal dan pembahasan berikut ya sob,

1.      Sebuah benda pada saat t = 2 s memiliki posisi r₁ = 10i m, pada saat t = 6 s posisi benda menjadi

r₂ = (8j + 10k) m, dan pada saat waktu t = 16 s posisi benda adalah r₃ = (15i – 10j – 5k) meter. Berapakah kecepatan rata-rata benda selama perpindahan dari t₁ ke t₂ , t₂ ke t₃ , t₁ ke t₃ ?

pada soal tersebut, informasi apa saja yang sobat fisika dapatkan? Nah, sobat fisika bisa menuliskannya sekarang.

Sekarang mimin dan sobat fisika selesaikan bareng-bareng ya soal tersebut,

Untuk menemukan solusi kecepatan rata-rata benda, kita harus memiliki informasi perpindahan benda dan waktu yang dibutuhkan benda itu berpindah.

Dari soal kita bisa peroleh informasi,

Perpindahan benda dari waktu t₁ sampai t₂ adalah posisi pada saat t₂ dikurangi posisi pada saat t₁ , atau bisa ditulis :

Sedangkan waktu yang dibutuhkan benda berpindah adalah ∆t = 6 – 2 = 4 sekon.

Jadi, kecepatan rata-rata benda untuk berpindah dari t₁ sampai t₂ adalah

Sobat fisika sudah mendapat gambaran bagaimana menyelesaikan kecepatan rata-rata sebuah benda, pertanyaan poin berikutnya giliran sobat fisika nih yang menjawabnya. Tuliskan jawaban sobat fisika dikolom komentar ya.

Berikutnya mimin kasih persoalan yang berhubungan dengan kecepatan sesaat, simak baik-baik ya sobat fisika,

2.      Sebuah benda bergerak dengan posisi yang memenuhi r = 4t i + (6t – 5t²) j meter. Tentukan kecepatan sesaat benda pada saat t = 2 s.?

Berbeda dengan penyelesain kecepatan rata-rata, pada penyelesaian persoalan kecepatan sesaat ini sobat fisika perlu berfikir agar keras lagi, J

Ada dua cara penyelesain kecepatan sesaat :

Yang pertama dengan penjabaran makna bahwa kecepatan sesaat benda pada saat t = 2 sekon sama dengan kecepatan rata-rata antara 2 s sampai 2+∆t s, dimana nilai ∆t diambil mendekati nol. Untuk itu maka diperlukan informasi posisi benda pada saat t = 2 s dan saat t = 2+∆t , tujuannya untuk apa? Tujuannya agar sobat fisika mengetahui perpindahan benda selama selang waktu tersebut. Mari sobat fisika simak penjabaran berikut:

Pada saat t = 2 s, posisi benda adalah

Pada saat t = 2 +∆t s, posisi benda adalah

Perpindahan benda selama selang waktu t = 2 s sampai t = 2+∆t s adalah

Kecepatan rata-rata benda antara t = 2 s sampai t = 2+∆t s, adalah

Sampai langkah di atas, sobat fisika baru menemukan kecepatan rata-rata benda, lalu bagaimana kita menemukan kecepatan sesaat benda?

Sobat fisika bisa mengambil langkah nilai ∆t kita dekatkan ke nilai 0, atau ∆t à 0, maka hanya tersisa kecepatan sesaat benda saat t = 2 s, yaitu

Cara yang kedua, sobat fisika bisa menyelesaikan soal kecepatan sesaat tersebut dengan pendekatan metode differensial, bagaimana caranya? Sobat fisika bisa simak baik-baik penjelasan berikut :

 Berdasarkan soal kita mengetahui bahwa posisi benda bergantung pada fungsi waktu adalah

r = 4t i + (6t – 5t²) j meter

kecepatan sesaat dapat diperoleh dengan cara men-differensial-kan posisi tersebut terhadap waktu yaitu

Sobat fisika perlu ingat kembali rumus dasar dari differensial ya, jika lupa mimin kasih bocorannya, rumus dasar differensial adalah

Jadi kecepatan sesaat benda

Kecepatan sesaat benda saat t = 2 s menjadi

 

Semoga gambaran penyelesaian kecepetan rata-rata dan kecepatan sesaat ini bisa membantu sobat fisika memahami materi dengan baik ya,

Next, kita akan belajar tentang Kelajuan, ditunggu postingan selanjutnya ya sob, J .