Kecepatan Sesaat

Gambar (3-1), Spidometer

Jika Anda mengendarai sebuah mobil sepanjang jalan yang lurus sejauh 100 km selama 2,0 jam, nilai rata-rata Anda adalah 50 km/jam. Akan tetapi Anda tentunya tidak mungkin bergerak dengan kecepatan persis 50 km/jam setiap saat.

Untuk mendeskripsikan situasi ini, kita membutuhkan konsep kecepatan sesaat, yang merupakan kecepatan pada suatu waktu tertentu. (Nilainya adalah bilangan, dengan satuan yang ditunjukkan oleh speedometer, gambar (3-1)). 

Lebih persisnya, Kecepatan sesaat (instantaneous velocity) pada suatu saat tertentu didefinisikan sebagai kecepatan rata-rata selama suatu interval waktu pendek yang kecilnya tak berhingga (infinitesimal). Artinya, Persamaan kecepatan rata-rata yang sudah anda pelajari sebelumnya akan dievaluasi dalam limit (batas) ∆t yang menjadi sangat kecil, mendekati nol. Kita dapat menuliskan definisi kecepatan sesaat, v, untuk gerak satu dimensi sebagai

Notasi berarti perbandingan (ratio) ∆x/∆t akan dievaluasi dalam limit ∆t mendekati nol.

Untuk kecepatan sesaat, kita menggunakan simbol v. Di dalam bab selanjutnya, bila kita menggunakan istilah kecepatan, maka yang dimaksudkan adalah kecepatan sesaat. Bila kita hendak membicarakan kecepatan rata-rata, kita akan menyatakannya secara jelas dengan menyebutkan pula kata rata-rata.

Perhatikan bahwa kelajuan sesaat selalu sama dengan nilai kecepatan sesaat. Mengapa? Karena jarak yang ditempuh dan nilai perpindahannya akan sama bila keduanya menjadi kecil tak berhingga.

Gambar (3-2)

Jika sebuah benda bergerak dengan kecepatan seragam (artinya l konstan) selama suatu interval waktu tertentu, maka kecepatan sesaat benda itu pada setiap saat adalah sama dengan kecepatan rata-ratanya, gambar (3.2a). namun dalam banyak situasi hal ini tidak berlaku. Sebagai contoh, sebuah mobil mungkin mulai bergerak dari keadaan diam, menambah kecepatannya hingga 50 km/jam, tetap pada kecepatan ini selama beberapa waktu, kemudian melambat menjadi 20 km/jam di dalam kemacetan jalan, dan akhirnya berhenti ditujuannya setelah menepuh jarak total 15 km dalam waktu 30 menit. Perjalanan mobil ini diplot pada grafik dalam gambar (3.2b). pada grafik tersebut diperlihatkan pula kecepatan rata-rata (garis putus-putus) mobil, yang adalah ∆x/∆t = 15 km/0,5 jam = 30 km/jam.

Grafik sering berguna untuk menganalisis gerak (mengenai grafik akan kita bahas di bagian lainnya). (#YV#)