Dalam fisika, percepatan didefinisikan sebagai perubahan kecepatan dalam satuan waktu tertentu. Percepatan merupakan besaran vektor, sehingga memiliki besar dan arah. Sebelum kita bahas rumus percepatan, ketahui terlebih dahulu lebih detil mengenai percepatan di bawah ini.
Percepatan dapat diartikan sebagai perubahan kecepatan suatu benda dalam selang waktu tertentu. Jika kecepatan suatu benda bertambah, maka percepatannya bernilai positif. Sebaliknya, jika kecepatan suatu benda berkurang, maka percepatannya bernilai negatif.
Percepatan memiliki peran penting dalam berbagai bidang ilmu pengetahuan, seperti fisika, teknik, dan astronomi. Percepatan dapat digunakan untuk menghitung kecepatan suatu benda dalam berbagai kondisi, seperti gerak lurus berubah beraturan (GLBB) dan gerak melingkar.
Daftar Isi
Pentingnya Memahami Rumus Percepatan
Rumus percepatan merupakan salah satu rumus dasar dalam fisika. Nah, rumus percepatan dapat digunakan untuk menghitung kecepatan suatu benda dalam berbagai kondisi.
Rumus percepatan adalah sebagai berikut:
a = Δv/Δt
Keterangan:
- a = percepatan (m/s²)
- Δv = perubahan kecepatan (m/s)
- Δt = selang waktu (s)
Rumus percepatan dapat digunakan untuk menghitung percepatan suatu benda dalam berbagai kondisi, seperti berikut ini:
- Gerak lurus berubah beraturan (GLBB)
- Gerak melingkar
- Gerak jatuh bebas
- Gerak parabola
Dengan memahami rumus percepatan, kita dapat menghitung kecepatan suatu benda dengan lebih mudah dan akurat.
Pengertian Percepatan
Dalam fisika, percepatan didefinisikan sebagai perubahan kecepatan dalam satuan waktu tertentu. Percepatan merupakan besaran vektor, sehingga memiliki besar dan arah.
Definisi Umum Percepatan
Percepatan dapat diartikan sebagai perubahan kecepatan suatu benda dalam selang waktu tertentu. Jika kecepatan suatu benda bertambah, maka percepatannya bernilai positif. Sebaliknya, jika kecepatan suatu benda berkurang, maka percepatannya bernilai negatif.
Percepatan dapat digambarkan sebagai berikut:
Dimana:
- v_0 adalah kecepatan awal
- v adalah kecepatan akhir
- t adalah selang waktu
Satuan Percepatan
Satuan percepatan dalam Sistem Internasional (SI) adalah meter per sekon kuadrat (m/s²). Nah, satuan percepatan dapat diartikan sebagai perubahan kecepatan sebesar 1 meter per sekon dalam selang waktu 1 sekon.
Pengukuran Percepatan
Percepatan dapat diukur dengan menggunakan alat yang disebut akselerometer. Akselerometre adalah alat yang dapat mengukur perubahan kecepatan suatu benda. Akselerometre dapat digunakan untuk mengukur percepatan benda yang bergerak lurus, melingkar, atau jatuh bebas.
Contoh Pengukuran Percepatan
Berikut ini adalah beberapa contoh pengukuran percepatan:
- Akselerasi mobil dapat diukur dengan menggunakan akselerometer yang dipasang pada mobil tersebut.
- Akselerasi pesawat dapat diukur dengan menggunakan akselerometer yang dipasang pada pesawat tersebut.
- Akselerasi roket dapat diukur dengan menggunakan akselerometer yang dipasang pada roket tersebut.
Demikianlah penjelasan tentang pengertian percepatan dan satuan dan pengukuran percepatan.
Baca juga: Rumus GLBB dalam Fisika dengan Contoh Soal dan Pembahasan
Rumus Dasar Percepatan
Rumus dasar percepatan adalah sebagai berikut:
a = Δv/Δt
Keterangan:
- a = percepatan (m/s²)
- Δv = perubahan kecepatan (m/s)
- Δt = selang waktu (s)
Rumus ini menunjukkan bahwa percepatan adalah hasil bagi perubahan kecepatan dengan selang waktu.
Komponen-komponen dalam Rumus Percepatan
Pada rumus percepatan, terdapat dua komponen utama, yaitu:
- Perubahan kecepatan
Perubahan kecepatan adalah perbedaan antara kecepatan akhir dan kecepatan awal. Perubahan kecepatan dapat bernilai positif, negatif, atau nol.
- Selang waktu
Selang waktu adalah interval waktu antara kecepatan awal dan kecepatan akhir. Selang waktu dapat bernilai positif atau nol.
Contoh Penggunaan Rumus Percepatan
Berikut ini adalah contoh penggunaan rumus percepatan:
- Sebuah mobil melaju dari kecepatan 10 m/s menjadi 20 m/s dalam waktu 5 sekon. Hitung percepatan mobil tersebut!
Penyelesaian:
a = Δv/Δt
a = (20 m/s – 10 m/s) / 5 sekon
a = 4 m/s²
Jadi, percepatan mobil tersebut adalah 4 m/s².
Baca juga: 18 Contoh Teks Eksposisi Singkat beserta Strukturnya
Jenis-jenis Percepatan
Percepatan dapat dibagi menjadi beberapa jenis berdasarkan kriteria tertentu. Berikut ini adalah beberapa jenis percepatan yang umum dipelajari dalam fisika:
1. Percepatan linier dan angular
EduFriends, percepatan linier adalah percepatan yang terjadi pada benda yang bergerak dalam garis lurus. Percepatan linier dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu:
- Percepatan rata-rata
Percepatan rata-rata adalah percepatan yang dihitung berdasarkan perubahan kecepatan rata-rata dalam selang waktu tertentu.
- Percepatan sesaat
Sedangkan, percepatan sesaat adalah percepatan yang dihitung pada suatu titik waktu tertentu.
Percepatan angular adalah percepatan yang terjadi pada benda yang bergerak melingkar. Percepatan angular dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut:
a_θ = α_t
Keterangan:
- a_θ = percepatan angular (rad/s²)
- α_t = percepatan sudut (rad/s²)
2. Percepatan positif dan negatif
EduFriends, percepatan positif adalah percepatan yang menyebabkan kecepatan benda bertambah. Percepatan negatif adalah percepatan yang menyebabkan kecepatan benda berkurang.
Nah, percepatan positif dapat diartikan sebagai perubahan kecepatan yang searah dengan arah gerak benda. Percepatan negatif dapat diartikan sebagai perubahan kecepatan yang berlawanan arah dengan arah gerak benda.
Berikut ini adalah beberapa contoh percepatan positif dan negatif:
- Percepatan positif
- Mobil yang melaju dari kecepatan 0 m/s menjadi 20 m/s dalam waktu 5 sekon
- Bola yang dilempar ke atas
- Roket yang meluncur ke atas
- Percepatan negatif
- Mobil yang direm
- Bola yang jatuh ke bawah
- Roket yang mendarat
Percepatan merupakan konsep penting dalam fisika yang memiliki berbagai jenis. Jenis-jenis percepatan dapat dibedakan berdasarkan kriteria tertentu, seperti arah gerak benda, garis lintasan benda, dan nilai percepatan.
Baca juga: 1 Liter Berapa KG? Ini Cara Menghitungnya
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Percepatan
Percepatan suatu benda dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu:
- Gaya
Gaya adalah besaran vektor yang dapat menyebabkan perubahan gerak benda. Gaya yang bekerja pada suatu benda akan menyebabkan benda tersebut mengalami percepatan. Besarnya percepatan yang dialami oleh benda berbanding lurus dengan besar gaya yang bekerja pada benda tersebut.
- Massa
Massa adalah besaran skalar yang menunjukkan jumlah materi yang terkandung dalam suatu benda. Massa benda yang besar akan lebih sulit untuk diubah geraknya, sehingga benda tersebut akan mengalami percepatan yang lebih kecil jika diberikan gaya yang sama dengan benda yang memiliki massa yang lebih kecil.
Hubungan antara Percepatan, Gaya, dan Massa
Hubungan antara percepatan, gaya, dan massa dapat dirumuskan dengan hukum II Newton, yaitu:
F = ma
Keterangan:
- F = gaya (N)
- m = massa (kg)
- a = percepatan (m/s²)
Rumus ini menunjukkan bahwa percepatan suatu benda berbanding lurus dengan besar gaya yang bekerja pada benda tersebut dan berbanding terbalik dengan massa benda tersebut.
Contoh Penerapan Hubungan antara Percepatan, Gaya, dan Massa
Berikut ini adalah beberapa contoh penerapan hubungan antara percepatan, gaya, dan massa:
- Mobil yang melaju
Mobil yang melaju akan mengalami percepatan jika diberikan gaya dari mesin mobil tersebut. Besarnya percepatan mobil tersebut berbanding lurus dengan besar gaya yang diberikan oleh mesin mobil tersebut dan berbanding terbalik dengan massa mobil tersebut.
- Bola yang dilempar ke atas
Bola yang dilempar ke atas akan mengalami percepatan ke atas karena gaya gravitasi. Besarnya percepatan bola tersebut berbanding lurus dengan besar gaya gravitasi dan berbanding terbalik dengan massa bola tersebut.
- Roket yang meluncur ke atas
Roket yang meluncur ke atas akan mengalami percepatan ke atas karena gaya dorong dari mesin roket tersebut. Besarnya percepatan roket tersebut berbanding lurus dengan besar gaya dorong dari mesin roket tersebut dan berbanding terbalik dengan massa roket tersebut.
Gaya dan massa merupakan faktor-faktor yang mempengaruhi percepatan. Percepatan suatu benda berbanding lurus dengan besar gaya yang bekerja pada benda tersebut dan berbanding terbalik dengan massa benda tersebut.
Baca juga: Pengertian Kewirausahaan Menurut Para Ahli: Manfaat dan Tips
Contoh Penerapan Rumus Percepatan
Rumus percepatan dapat diterapkan dalam berbagai kasus nyata di kehidupan sehari-hari, seperti berikut ini:
1. Mobil yang melaju
Mobil yang melaju akan mengalami percepatan jika diberikan gaya dari mesin mobil tersebut. Besarnya percepatan mobil tersebut dapat dihitung dengan menggunakan rumus percepatan, yaitu:
a = Δv/Δt
Keterangan:
- a = percepatan (m/s²)
- Δv = perubahan kecepatan (m/s)
- Δt = selang waktu (s)
Misalnya, sebuah mobil melaju dari kecepatan 0 m/s menjadi 20 m/s dalam waktu 5 sekon. Percepatan mobil tersebut dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut:
a = Δv/Δt
a = (20 m/s – 0 m/s) / 5 sekon
a = 4 m/s²
Jadi, percepatan mobil tersebut adalah 4 m/s².
2. Bola yang dilempar ke atas
Bola yang dilempar ke atas akan mengalami percepatan ke atas karena gaya gravitasi. Besarnya percepatan bola tersebut dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut:
a = -g
Keterangan:
- a = percepatan (m/s²)
- g = percepatan gravitasi (9,8 m/s²)
Percepatan gravitasi memiliki arah ke bawah, sehingga percepatan bola yang dilempar ke atas memiliki arah yang berlawanan dengan percepatan gravitasi. Oleh karena itu, percepatan bola yang dilempar ke atas bernilai negatif.
Misalnya, sebuah bola dilempar ke atas dengan kecepatan awal 20 m/s. Percepatan bola tersebut dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut:
a = -g
a = -9,8 m/s²
Jadi, percepatan bola tersebut adalah -9,8 m/s².
3. Roket yang meluncur ke atas
Roket yang meluncur ke atas akan mengalami percepatan ke atas karena gaya dorong dari mesin roket tersebut. Besarnya percepatan roket tersebut dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut:
a = F/m
Keterangan:
- a = percepatan (m/s²)
- F = gaya (N)
- m = massa (kg)
Misalnya, sebuah roket memiliki massa 10.000 kg dan mesin roket tersebut dapat menghasilkan gaya dorong sebesar 100.000 N. Percepatan roket tersebut dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut:
a = F/m
a = 100.000 N / 10.000 kg
a = 10 m/s²
Jadi, percepatan roket tersebut adalah 10 m/s².
Studi kasus dalam dunia teknologi dan transportasi
Rumus percepatan juga dapat diterapkan dalam studi kasus dalam dunia teknologi dan transportasi, seperti berikut ini:
1. Desain kendaraan
Rumus percepatan dapat digunakan untuk menghitung percepatan yang dibutuhkan oleh suatu kendaraan untuk mencapai kecepatan tertentu dalam waktu tertentu. Hasil perhitungan tersebut dapat digunakan untuk menentukan spesifikasi kendaraan, seperti daya mesin, ukuran ban, dan sistem pengereman.
2. Pengembangan teknologi kedirgantaraan
Rumus percepatan dapat digunakan untuk menghitung percepatan yang dibutuhkan oleh roket atau pesawat untuk mencapai orbit atau ketinggian tertentu. Hasil perhitungan tersebut dapat digunakan untuk menentukan desain roket atau pesawat, seperti ukuran mesin dan strukturnya.
3. Sistem keselamatan
Rumus percepatan dapat digunakan untuk menghitung gaya yang dialami oleh penumpang kendaraan dalam kecelakaan. Hasil perhitungan tersebut dapat digunakan untuk mengembangkan sistem keselamatan, seperti sabuk pengaman dan airbag.
Demikianlah beberapa contoh penerapan rumus percepatan dalam kehidupan sehari-hari dan dunia teknologi dan transportasi.
Baca juga: Rumus Lengkap Sudut Istimewa Trigonometri dengan Contoh Soal
Hubungan Antara Kecepatan, Perpindahan, dan Percepatan
Kecepatan, perpindahan, dan percepatan adalah tiga konsep dasar dalam kinematika, yaitu cabang ilmu fisika yang mempelajari gerak benda tanpa memperhitungkan penyebab gerak tersebut.
Kecepatan adalah besaran vektor yang menunjukkan perubahan posisi benda dalam selang waktu tertentu. Besarnya kecepatan dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut:
v = Δs/Δt
Keterangan:
- v = kecepatan (m/s)
- Δs = perubahan posisi (m)
- Δt = selang waktu (s)
Perpindahan adalah besaran skalar yang menunjukkan perubahan posisi benda secara keseluruhan. Besarnya perpindahan dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut:
s = vt
Keterangan:
- s = perpindahan (m)
- v = kecepatan (m/s)
- t = waktu (s)
Percepatan adalah besaran vektor yang menunjukkan perubahan kecepatan benda dalam selang waktu tertentu. Besarnya percepatan dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut:
a = Δv/Δt
Keterangan:
- a = percepatan (m/s²)
- Δv = perubahan kecepatan (m/s)
- Δt = selang waktu (s)
Hubungan Antara Kecepatan, Perpindahan, dan Percepatan
Kecepatan, perpindahan, dan percepatan memiliki hubungan yang erat satu sama lain. Nah, percepatan dapat mempengaruhi kecepatan, dan kecepatan dapat mempengaruhi perpindahan.
Percepatan dan Kecepatan
Percepatan dapat menyebabkan perubahan kecepatan benda. Jika percepatan bernilai positif, maka kecepatan benda akan bertambah. Jika percepatan bernilai negatif, maka kecepatan benda akan berkurang.
Misalnya, sebuah mobil melaju dengan kecepatan 20 m/s. Jika mobil tersebut dipercepat dengan percepatan 5 m/s², maka kecepatan mobil tersebut akan menjadi 25 m/s dalam waktu 1 sekon.
Kecepatan dan Perpindahan
Kecepatan dapat mempengaruhi perpindahan benda. Jika kecepatan benda bernilai konstan, maka perpindahan benda akan sebanding dengan waktu.
Misalnya, sebuah mobil melaju dengan kecepatan 20 m/s selama 5 sekon. Perpindahan mobil tersebut adalah 100 m.
Rumus Kinematika yang Melibatkan Percepatan
Rumus-rumus kinematika yang melibatkan percepatan antara lain:
- Rumus gerak lurus berubah beraturan (GLBB)
Rumus gerak lurus berubah beraturan (GLBB) dapat digunakan untuk menghitung perpindahan, kecepatan, dan percepatan benda yang bergerak dengan percepatan konstan.
s = v_0t + ½at²
v = v_0 + at
a = (v – v_0)/t
Keterangan:
- s = perpindahan (m)
- v_0 = kecepatan awal (m/s)
- v = kecepatan akhir (m/s)
- a = percepatan (m/s²)
- t = waktu (s)
Baca juga: Tujuan Organisasi bagi Mahasiswa, Cari Tau, Yuk!
Peran Percepatan dalam Hukum Newton
Dalam fisika, hukum Newton adalah tiga hukum yang menjelaskan hubungan antara gerak benda dan gaya yang bekerja padanya. Pada Hukum Newton pertama membahas tentang gerak benda yang tidak mengalami gaya, hukum Newton kedua membahas tentang gerak benda yang mengalami gaya, dan hukum Newton ketiga membahas tentang aksi dan reaksi.
Hukum Kedua Newton
Hukum kedua Newton berbunyi:
“Percepatan suatu benda berbanding lurus dengan resultan gaya yang bekerja padanya dan berbanding terbalik dengan massa benda tersebut.”
Rumus hukum kedua Newton adalah sebagai berikut:
F = ma
Keterangan:
- F = gaya (N)
- m = massa (kg)
- a = percepatan (m/s²)
Dari rumus tersebut, dapat dilihat bahwa percepatan suatu benda berbanding lurus dengan resultan gaya yang bekerja padanya. Artinya, semakin besar resultan gaya yang bekerja pada suatu benda, maka semakin besar pula percepatan benda tersebut. Percepatan juga berbanding terbalik dengan massa benda tersebut. Artinya, semakin besar massa suatu benda, maka semakin kecil pula percepatan benda tersebut.
Ilustrasi Konsep dengan Contoh Sederhana
Berikut ini adalah contoh sederhana untuk mengillustrasikan peran percepatan dalam hukum kedua Newton:
- Mobil yang melaju
Mobil yang melaju akan mengalami percepatan jika diberikan gaya dari mesin mobil tersebut. Besarnya percepatan mobil tersebut berbanding lurus dengan besar gaya yang diberikan oleh mesin mobil tersebut dan berbanding terbalik dengan massa mobil tersebut.
Misalnya, sebuah mobil memiliki massa 1.000 kg dan mesin mobil tersebut dapat menghasilkan gaya dorong sebesar 10.000 N. Percepatan mobil tersebut dapat dihitung dengan menggunakan rumus hukum kedua Newton, yaitu:
F = ma
a = F/m
a = 10.000 N / 1.000 kg
a = 10 m/s²
Jadi, percepatan mobil tersebut adalah 10 m/s².
Percepatan merupakan salah satu konsep penting dalam hukum kedua Newton. Percepatan suatu benda berbanding lurus dengan resultan gaya yang bekerja padanya dan berbanding terbalik dengan massa benda tersebut.
Contoh soal di atas adalah akhir dari artikel pembahasan mengenai rumus percepatan. Sekarang, kamu sudah semakin paham mengenai rumus percepatan dalam Fisika, ‘kan?
Meskipun sudah paham, ini bukan saatnya untuk puas. Pertajam kemampuan kamu melalui kursus tambahan. Di mana pun kursusnya nanti, urusan pembayaran, bisa kamu ajukan melalui EduCourse. Bingung caranya pengajuannya seperti apa? Klik gambar di atas!
Komentar