Materi Percepatan Dalam Fisika

Ketika kecepatan suatu benda berubah, maka benda tersebut dikatakan dipercepat. Percepatan adalah laju perubahan kecepatan suatu benda dalam satuan waktu tertentu.  Jadi suatu benda akan mengalami percepatan apabila benda tersebut bergerak dengan kecepatan yang tidak konstan dalam selang waktu tertentu

Dalam penggunaan bahasa Indonesia sehari-hari, kata percepatan sering digunakan untuk menggambarkan keadaan peningkatan kecepatan. Bagi kebanyakan orang awam, satu-satunya pengalaman mereka dengan percepatan adalah saat mereka menuruni bukit dengan menggunakan sepeda ataupun kendaraan lainnya. Sepeda yang bergerak menuruni sebuah bukit memiliki suatu kecepatan yang semakin lama semakin bertambah selama geraknya. Gerak sepeda tersebut dikatakan dipercepat. Contoh ini menggambarkan percepatan seperti yang biasa dipahami, tetapi percepatan dalam fisika tidak hanya sekedar meningkatkan kecepatan saja.

Karna dalam fisika setiap perubahan kecepatan suatu objek disebut percepatan: meningkatkan kecepatan (apa yang biasanya orang maksud ketika merek mengatakan percepatan), mengurangi kecepatan (perlambatan), atau mengubah arah (percepatan sentripetal). Perubahan kecepatan inilah yang sering disebut dengan percepatan atau perlambatan. Jadi percepatan atau perlambatan adalah kecepatan tiap satuan waktu. Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut.

Percepatan = kecepatan/waktu atau

Keterangan:

a = percepatan (m/s2)

v = kecepatan (m/s)

t = waktu (s)

Percepatan merupakan besaran vektor. Percepatan dapat bernilai positif (+a) dan bernilai negatif (-a) bergantung pada arah perpindahan dari gerak tersebut. Percepatan yang bernilai negatif (-a) sering disebut dengan perlambatan. Pada kasus perlambatan, kecepatan v dan percepatan a mempunyai arah yang berlawanan. Jadi dapat dikatakan bahwa perubahan arah gerakan merupakan percepatan bahkan jika objek yang bergerak  tersebut tidak dipercepat atau diperlambat. Itu karena percepatan tergantung pada perubahan dalam kecepatan dan kecepatan adalah kuantitas vektor yang memiliki besaran dan arah. 

Sama seperti kecepatan, ada dua jenis percepatan yaitu percepatan rata-rata dan percepatan sesaat. Percepatan rata-rata ditentukan dalam interval waktu yang "panjang". Kata panjang dalam konteks ini berarti terbatas  oleh awal dan akhir. Kecepatan pada awal interval disebut kecepatan awal, diwakili oleh simbol , dan kecepatan di ujung disebut kecepatan akhir, diwakili oleh simbol . Sedangkan percepatan rata-rata adalah jumlah yang dihitung dari dua pengukuran kecepatan.

Berbeda dengan percepatan, percepatan rata-rata didefinisikan sebagai perubahan kecepatan terhadap selang waktu. Percepatan rata-rata memiliki nilai dan arah. Perhatikan Gambar berikut:

Berdasarkan grafik terlihat bahwa hubungan antara perubahan kecepatan terhadap waktu adalah linier. Artinya perubahan kecepatan (Δv) pada setiap ruas di dalam grafik dibagi dengan selang waktu (Δt) akan menghasilkan sebuah nilai tetap, yang disebut percepatan rata-rata.

Sebaliknya, percepatan sesaat diukur dengan interval waktu yang "singkat". Kata singkat dalam konteks ini berarti sangat kecil atau tidak memiliki durasi. Percepatan sesaat adalah batas akselerasi rata-rata ketika interval waktu mendekati nol, atau singkatnya percepatan adalah turunan dari kecepatan.

Percepatan adalah turunan pertama dari kecepatan terhadap waktu, dan kecepatan itu sendiri merupakan turunan pertama dari perpindahan terhadap waktu. Turunannya adalah operasi matematika yang dapat diterapkan beberapa kali ke sepasang kuantitas yang berubah. Melakukannya sekali memberi Anda turunan pertama. Melakukannya dua kali memberi Anda turunan kedua. Jadi percepatan dapat didefinisikan pula sebagai turunan kedua dari perpindahan terhapad waktu.

SATUAN DARI PERCEPATAN

Menghitung percepatan melibatkan membagi kecepatan menurut waktu - atau dalam satuan unit, membagi meter per detik [m / s] dengan detik [s]. Membagi jarak dengan waktu dua kali sama dengan membagi jarak dengan kuadrat waktu. Jadi satuan SI percepatan adalah Meter Per Detik Kuadrat.

Satuan lain yang sering digunakan adalah percepatan karena pengaruh gravitasi (g). Karena kita semua akrab dengan efek gravitasi pada diri kita sendiri dan benda-benda di sekitar kita, itu menyababkan gravitasi (g) menjadi standar yang nyaman untuk membandingkan percepatan. Semuanya terasa normal pada 1 g, dua kali lebih berat pada 2 g, dan tanpa bobot pada 0 g. Satuan ini memiliki nilai yang ditentukan dengan ketetapan sebesar 9.80665 m/s^2, tetapi untuk penggunaan sehari-hari, 9.8 m/s^2 sudah mencukupi, dan 10 m/s^2 nyaman digunakan untuk perkiraan cepat.

Meskipun istilah "g force" sering digunakan, g adalah ukuran percepatan, bukan gaya. (Materi gaya akan dibahas lengkap di postingan selanjutnya). Dalam hal ini yang perlu menjadi perhatian khusus oleh manusia adalah efek fisiologis dari percepatan. Mengetahui hal ini penting agar kita dapat meletakkan segala sesuatu dalam perspektifnya, semua nilai akan dinyatakan dalam g.

• Dalam desain roller coaster, kecepatan adalah sesuatu yang sangat penting. Namun jika kecepatannya diatur agar kita memperoleh perjalanan yang menggetarkan, maka jalan bebas hambatan seharusnya akan jauh lebih menarik. Faktanya, kecepatan dari kebanyakan roller coaster jarang melebihi 30 m/s (60 mph). Bertolak belakang dengan kepercayaan orang pada umumnya, sebenarnya percepatanlah yang membuat perjalanan itu menarik. Roller coaster yang dirancang dengan baik akan membebani penumpangnya dengan percepatan maksimal 3 hingga 4 g untuk periode yang singkat. Inilah yang memberi nuansa “berbahaya” pada perjalanan tersebut.

• Meskipun kekuatan luar biasa dari mesinnya, percepatan dari Pesawat Luar Angkasa berada di bawah 3 g. Jika percepatannya lebih besar maka akan memberi tekanan yang besar pada astronot, muatan, dan kapal itu sendiri. Setelah berada di orbit, seluruh sistem memasuki periode jatuh bebas yang panjang, yang memberikan sensasi tanpa bobot. Lingkungan "nol g" seperti itu juga dapat disimulasikan di dalam pesawat yang dirancang khusus. (Lebih lanjut tentang ini akan dibahas nanti).

• Pilot pesawat tempur dapat mengalami percepatan hingga 8 g untuk waktu yang singkat selama manuver taktis. Jika dipertahankan selama lebih dari beberapa detik, 4 hingga 6 g cukup untuk memicu pemadaman listrik. Untuk mencegah "g-force loss of consciousness" (G-LOC), pilot pesawat tempur mengenakan setelan tekanan khusus yang menekan kaki dan perut, memaksa darah untuk tetap berada di kepala. Pilot dan astronot juga dapat melatih sentrifugal manusia yang mampu mencapai 15 g. Manusia jarang mengalami sesuatu yang lebih tinggi dari 8 g selama lebih dari beberapa detik.

Sumber:

https://physics.info/acceleration/

https://id.wikipedia.org/wiki/Percepatan

Share this post