Materi Fisika Kelas XI SMA | Semester Gasal | perpindahan-gerak-translasi

MATERI FISIKA KELAS XI SMA | SEMESTER GASAL | perpindahan-gerak-translasi

0

Fisika Kelas XI IPA pada bab awal dibahas mengenai kinematika dengan analisis vektor. Materi tentang perpindahan, menentukan persamaan posisi, kecepatan ataupun percepatan dengan menggunakan operasi integral atau diferensial. Dalam bab ini siswa dituntut lebih konsentrasi karena materi integral dan diferensial sendiri di matematika belum diajarkan.

PERSAMAAN GERAK

Posisi titik materi dapat dinyatakan dengan sebuah VEKTOR, baik pada suatu bidang datar maupun dalam bidang ruang. Vektor yang dipergunakan untuk menentukan posisi disebut VEKTOR POSISI yang ditulis dalam Vektor satuan.

/i / = / j / = /k  / = 1

i  adalah vektor satuan pada sumbu x.  

adalah vektor satuan pada sumbyu y.

k  adalah vektor satuan pada sumbu z

POSISI TITIK MATERI PADA SUATU BIDANG DATAR.

Posisi titik materi ini dapat dinyatakan dengan :       

Contoh :  = 

POSISI TITIK MATERI PADA SUATU RUANG.

Posisi titik materi ini dapat dinyatakan dengan :

KECEPATAN SUATU TITIK MATERI.

Gerakan titik materi secara keseluruhan dapat diamati jika posisinya setiap saat diketahui. Seberapa cepat letak titik materi itu berubah setiap saat disebut : KECEPATAN .

PERHATIKAN.

Titik materi yang bergerak dari A yang posisinya 1 pada saat t1, ke titik B yang posisinya 2 pada saat t2.

Vektor perpindahannya dan selang waktu yang dipergunakan titik materi untuk bergerak

dari A ke B adalah

Kecepatan rata-rata didefinisikan :

 

Pada persamaan di atas tampak bahwa kecepatan rata-rata tidak tergantung pada lintasan titik materi, tetapi tergantung dari posisi awal ( r1 ) dan posisi akhir ( r). Jika ingin diketahui kecepatan titik materi pada suatu saat misal saat titik materi berada di antara A dan B, digunakan kecepatan sesaat.

Kecepatan sesaat didefinisikan :

Secara matematis ditulis sebagai :

Jadi kecepatan sesaat merupakan turunan pertama dari posisi terhadap waktu (t)

Besarnya kecepatan disebut dengan laju

Laju didefinisikan sebagai :

Laju dapat pula berarti panjang lintasan dibagi waktu yang bersangkutan.

Nilai dari komponen kecepatan sesaat dari suatu titik materi dapat dilihat dari kemiringan grafik yang dibentuk oleh komponen posisi ( r ) terhadap waktu ( t ).

Persamaan kecepatan sesaat dari grafik di samping di dapat :

v1 = tg a1

v2 = tg a2

Makin besar derajat kemiringannya makin besar pula harga kecepatannya.

Posisi dari suatu titik materi yang bergerak merupakan fungsi waktu, oleh karena itu, vektor posisi dapat ditulis

r = r sebagai  =  ( t ) artinya  merupakan fungsi waktu ( t ).

Kecepatan titik materi pada sebuah bidang datar/ruang dapat ditulis :

X, Y, Z merupakan fungsi dari waktu.

Sebaliknya untuk menentukan posisi titik materi jika diketahui fungsi kecepatannya maka dapat diselesaikan dengan INTEGRAL ( kebalikan dari deferensial ).

Contoh :

v(t)  = 2 t  +  5 m/det

maka persamaan posisi titik materi tersebut adalah ……

Dengan C adalah suatu konstanta.

Harga C dicari dengan suatu syarat batas tertentu, misalnya :

t = 0  r (t) = 0 maka harga C dapat dihitung C = 0

PERCEPATAN

Kecepatan titik materi dapat berubah-ubah setiap saat baik besar, atau arah, ataupun kedua-duanya yang disebabkan oleh karena adanya percepatan yang dialami oleh titik materi tersebut.

Jika pada saat t1 kecepatan v1 dan pada saat t2 kecepatannya v2, percepatan rata-ratanya dalam selang waktu

D t = t 2 -t 1   didefinisikan sebagai :

 

Percepatan sesaatnya :

 

Percepatan merupakan tutunan pertama dari kecepatan terhadap waktu (t) atau turunan kedua dari posisi terhadap waktu (t).

Kecepatan sesaat dari suatu titik materi dapat dilihat dari kemiringan komponen grafik kecepatan (v) terhadap waktu (t).

 

dari grafik di samping besar percepatan sesaat :

a 1  =  tg  a 1

a 2  =  tg  a 2

Percepatan dalam arah masing-masing sumbu dalam bidang/ruang dapat dituliskan sebagai:

Sebaliknya untuk menentukan kecepatan dari grafik fungsi percepatan terhadap waktu dengan cara mengintegralkan : 

KESIMPULAN :

Posisi titik materi, kecepatan dan percepatan merupakan besaran vektor, sehingga dapat dinyatakan dengan VEKTOR SATUAN.

 

Contoh Soal dan materi cek Di sini 

Leave A Reply

Your email address will not be published.