Persiapan KSN Fisika 2022 ” Kinematika Partikel”

Fisika Sains

KINEMATIKA

Kinematika adalah ilmu mekanika yang memperlajari tentang gerak tanpa meninjau penyebab
gerak yang utama yaitu gaya. Benda hanya dianggap sebagai partikel yang tidak memiliki dimensi
ukuran dan digambarkan sebagai benda titik saja.
Dalam bidang tiga dimensi atau dalam ruang, posisi partikel dapat dinyatakan sebagai berikut.

π‘Ÿβƒ— = π‘₯𝑖̂+ 𝑦𝑗̂+ 𝑧k

𝑖̂,𝑗̂, dan π‘˜Μ‚ adalah vektor satuan pada sumbu x, sumbu y, dan sumbu z.
Kecepatan sesaat partikel v adalah turunan pertama posisi partikel terhadap waktu.

GERAK SATU DIMENSI

Gerak satu dimensi adalah gerak suatu benda yang menempuh lintasan garis lurus. Bisa
sepanjang sumbu x, sepanjang sumbu y, maupun sepanjang sumbu z. Posisi benda yang menempuh
lintasan sepanjang sumbu x saja dapat dituliskan sebagai berikut.
π‘Ÿβƒ— = π‘₯𝑖̂ atau π‘Ÿ = π‘₯
Vektor satuan dapat dihilangkan karena arah vektor dalam satu dimensi hanya + atau – saja. Untuk
menyamakan persepsi, mari kita buat kesepakatan tentang arah gerak ini. Jika gerak benda bergerak
ke kanan atau ke atas, maka tandanya adalah + dan sebaliknya.

GLBB ( Gerak Lurus Berubah Beraturan)

Gerak lurus berubah beraturan adalah gerak suatu benda dalam lintasan garis lurus dengan
percepatan tetap.

π‘Ž =𝑑𝑣/𝑑𝑑
𝑑𝑣 = π‘Žπ‘‘π‘‘
∫ 𝑑𝑣 = ∫ π‘Žπ‘‘π‘‘π‘‘
𝑣 βˆ’ 𝑣0 = π‘Žπ‘‘
𝑣 = 𝑣0 + π‘Žt

Jadi dapat disimpulkan beberapa persamaan untuk GLBB sebagai berikut

a konstan

GERAK JATUH BEBAS

Gerak jatuh bebas adalah gerak lurus berubah beraturan yang terjadi secara vertikal tanpa
kecepatan awal (𝑣0 = 0) dan dengan percepatan sama dengan percepatan gravitasi (𝑔). Dengan
kesepakatan seperti di atas bahwa arah ke atas adalah positif dan arah ke bawah adalah negatif.

Jadi dapat disimpulkan beberapa persamaan untuk gerak jatuh bebas sebagai berikut.

π‘Ž = βˆ’π‘”
𝑣 = βˆ’π‘”π‘‘
𝑦 = 𝑦0 βˆ’1/2𝑔𝑑^2
𝑣^2 = βˆ’2𝑔(𝑦 βˆ’ 𝑦0)

Contoh Soal :

(OSK 2003) Suatu mobil bergerak dari keadaan diam dan dipercepat dengan percepatan a
selama waktu tertentu. Kemudian mobil diperlambat dengan perlambatan b hingga berhenti.
Jika waktu total adalah t, hitung kecepatan maksimum yang dapat dicapai oleh mobil ini.
Hitung juga jarak total yang ditempuh mobil ini!

Pembahasan :

Misalnya mobil bergerak dengan percepatan a selama t1 dan bergerak dengan perlambatan b
selama waktu t2. Waktu total yang ditempuh yaitu t = t1 + t2
Kecepatan mobil setelah t1 yaitu

v1 = v0 + at1
v1 = at1

Jarak yang ditempuh setelah t1 yaitu

x1 = x0 + v0t1 + Β½ at1^2
x1 = Β½ at1^2

Kemudian mobil bergerak dengan perlambatan b selama waktu t2. Kecepatan mobil setelah
t2 yaitu

v2 = v1 – bt2
0 = at1 – bt2
a/b = t2/t1

[OSK 2006] Sebuah koin dijatuhkan ke dalam sumur. Jika waktu total dari koin mulai
dijatuhkan sampai terdengar bunyi pantulan bahwa koin telah menyentuh permukaan air
adalah T dan kecepatan gelombang suara adalah v serta percepatan gravitasi g, nyatakan
kedalaman permukaan air sumur dalam T, v, dan g!

Pembahasan:

Anggap waktu agar koin mencapai permukaan air sumur adalah t1 dan waktu agar suara
pantulan terdengar sampai ke pengamat adalah t2. Anggap pula kedalaman permukaan air
sumur adalah h.
Saat koin jatuh bebas sampai mencapai permukaan air sumur, persamaan geraknya adalah

β„Ž = 1/2𝑔𝑑1^2
𝑑1 = √2β„Ž/g

Saat suara pantulan terdengar sampai ke pengamat, persamaannya adalah

β„Ž = 𝑣𝑑2
𝑑2 =β„Ž/v

Sehingga waktu total T dapat ditulis sebagai

1 thought on “Persiapan KSN Fisika 2022 ” Kinematika Partikel”

Leave a Reply

Your email address will not be published.