Rumus Fisika untuk Menentukan Percepatan Rata-Rata dan Percepatan Sesaat Suatu Benda

Fisika adalah ilmu yang mempelajari tentang benda dan energi. Salah satu konsep penting dalam fisika adalah percepatan. Percepatan adalah besaran vektor yang menunjukkan perubahan kecepatan dalam waktu tertentu. Percepatan dapat dihitung dengan menggunakan rumus tertentu. Dalam artikel ini, kita akan membahas tentang rumus fisika untuk menentukan percepatan rata-rata dan percepatan sesaat suatu benda.

Percepatan Rata-Rata

Percepatan rata-rata adalah besaran vektor yang menunjukkan perubahan kecepatan rata-rata dalam waktu tertentu. Percepatan rata-rata dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut:

a = Δv/Δt

Di mana:

• a = percepatan rata-rata
• Δv = perubahan kecepatan
• Δt = waktu yang diperlukan untuk perubahan kecepatan tersebut

Contoh perhitungan:

Jika suatu benda bergerak dari kecepatan awal 10 m/s ke kecepatan akhir 30 m/s dalam waktu 5 detik, maka percepatan rata-rata benda tersebut adalah:

a = (30 m/s – 10 m/s) / 5 s = 4 m/s²

Percepatan Sesaat

Percepatan sesaat adalah besaran vektor yang menunjukkan perubahan kecepatan dalam waktu yang sangat kecil atau mendekati nol. Percepatan sesaat dapat dihitung dengan menggunakan rumus limit:

a = lim Δv/Δt

Di mana Δv dan Δt mendekati nol.

Contoh perhitungan:

Jika suatu benda bergerak dengan persamaan gerak v(t) = 2t² + 3t, maka percepatan sesaat benda tersebut pada saat t = 2 detik adalah:

a = lim Δv/Δt = lim [v(2 + h) – v(2)] / h

= lim [(2(2 + h) + 3) – (2(2) + 3)] / h = 10 m/s²

Contoh Soal

Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan awal 20 m/s dan kecepatan akhir 60 m/s dalam waktu 10 detik. Hitunglah:

1. Percepatan rata-rata mobil tersebut.
2. Percepatan sesaat mobil tersebut pada saat t = 5 detik.

Jawaban:

1. Percepatan rata-rata mobil tersebut adalah:

a = (60 m/s – 20 m/s) / 10 s = 4 m/s²

2. Percepatan sesaat mobil tersebut pada saat t = 5 detik adalah:

a = lim Δv/Δt = lim [v(5 + h) – v(5)] / h

= lim [(2(5 + h) + 3) – (2(5) + 3)] / h = 23 m/s²

Kesimpulan

Percepatan adalah besaran vektor yang menunjukkan perubahan kecepatan dalam waktu tertentu. Percepatan rata-rata dapat dihitung dengan menggunakan rumus a = Δv/Δt, sedangkan percepatan sesaat dapat dihitung dengan menggunakan rumus limit a = lim Δv/Δt. Contoh soal dapat membantu kita untuk memahami lebih jelas tentang penggunaan rumus tersebut. Dengan memahami rumus fisika untuk menentukan percepatan rata-rata dan percepatan sesaat suatu benda, kita dapat mengaplikasikan konsep tersebut dalam kehidupan sehari-hari, terutama dalam dunia otomotif dan transportasi.