Kecepatan Rata-rata (average velocity)

Aspek penting dari gerakan sebuah benda yang sedang bergerak adalah seberapa cepat benda tersebut bergerak – kelajuan atau kecepatannya.

Istilah kelajuan (speed) merujuk pada seberapa jauhnya sebuah benda bergerak dalam suatu interval waktu tertentu, tanpa memperhatikan arahnya. Jika sebuah mobil bergerak sejauh 100 km dalam waktu 2 jam, kita mengatakan bahwa kelajuan rata-ratanya 50 km/jam. Secara umum,

Kelajuan rata-rata (average speed) adalah jarak total yang ditempuh sepanjang lintasannya dibagi dengan waktu yang digunakan untuk menempuh jarak ini.

Istilah “kecepatan” dan “kelajuan” seringkali digunakan secara bergantian di dalam bahasa sehari-hari. Namun, di dalam fisika kita harus membedakan antara keduanya. Kelajuan hanyalah sebuah bilangan positif, dengan satuan. Di sisi lain, kecepatan (velocity) digunakan untuk menentukan nilai seberapa cepat suatu benda bergerak dan juga arah pergerakan benda tersebut. Oleh sebab itu, kecepatan adalah sebuah vektor. Terdapat perbedaan antara kelajuan dan kecepatan.

Kecepaatan rata-rata (average velocity) didefinisikan dalam besaran perpindahan dan bukannya dalam jarak tempuh total:

 

Kelajuan rata-rata dan kecepatan rata-rata memiliki nilai yang sama bila gerakannya menuju ke satu arah saja. Dalam kasus lain, keduanya bisa saja berbeda.

Gambar (2-1)

Dalam gambar (2-1), seseorang berjalan sejauh 100 meter ke timur lalu 40 m ke barat. Jarak total yang ditempuh adalah 100 m + 40 m = 140 m, sedangkan perpindahannya adalah 100 m – 40 m = 60 m. misalkan gerakan berjalan ini memakan waktu 50 sekon sekon hingga selesai. Maka, kelajuan rata-rata adalah

 

 Di sisi lain, nilai kecepatan rata-rata adalah:

Untuk membahas gerak satu-dimensi dari suatu benda secara umum, misalkan pada suatu waktu tertentu, sebutlah t₁, benda tersebut berada pada sumbu x di posisi x₁ di dalam sistem koordinat, dan waktu sesudahnya, sebutlah t₂, misalkan benda itu berada di posisi x₂. Waktu yang berlalu (elapsed time) (= perubahan waktu) adalah ∆t = t₂ – t₁; selama interval waktu ini perpindahannya adalah ∆x = x₂ – x₁. Kemudian, kecepatan rata-ratanya didefinisikan sebagai

 

Di mana melambangkan kecepatan dan tanda garis di atas v adalah simbol standar yang berarati “rata-rata” (average).

Untuk gerak satu-dimensi dalam kasus biasa dengan sumbu +x ke kanan, perhatikan bahwa jika x₂ kurang (lebih kecil) dari x₁, maka benda tersebut bergerak ke kiri dan karenanya ∆x = x₂ – x₁ kurang dari nol. Tanda perpindahan bernilai positif untuk benda yang bergerak ke kanan di sepanjang sumbu x dan bernilai negatif bila benda bergerak ke kiri. Arah kecepatan rata-rata selalu sama dengan arah perpindahan.

Selalu penting untuk memilih (dan menyatakan) waktu yang berlalu, atau interval waktu, t₂ – t₁, yaitu waktu yang terlampaui selama periode pengamatan yang kita pilih. (#YV#)