AKSELERASI INSTAN: APA ITU, CARA MENGHITUNGNYA, DAN LATIHAN - FISIK - 2025

The percepatan sesaat adalah perubahan yang kecepatan per satuan waktu pada setiap instan gerakan. Tepat saat dragster dalam gambar difoto, kecepatannya mencapai 29,4 m / s ² . Artinya pada saat itu kecepatannya bertambah 29,4 m / s dalam rentang waktu 1 detik. Ini setara dengan 105 km / jam hanya dalam 1 detik.

Kompetisi dragster mudah dimodelkan dengan mengasumsikan bahwa mobil balap adalah objek titik P yang bergerak dalam garis lurus. Pada baris itu kita memilih sumbu yang berorientasi dengan asal O yang akan kita sebut sumbu (OX) atau hanya sumbu x.

Dragsters adalah mobil yang mampu melakukan akselerasi luar biasa. Sumber: Pixabay.com

Variabel kinematik yang mendefinisikan dan mendeskripsikan gerakan adalah:

• Posisi x
• Perpindahan Δx
• Kecepatan v
• Akselerasi ke

Semuanya adalah besaran vektor. Oleh karena itu mereka memiliki besaran, arah, dan pengertian.

Dalam kasus gerakan bujursangkar hanya ada dua kemungkinan arah: positif (+) searah (OX) atau negatif (-) searah (OX). Oleh karena itu, notasi vektor formal dapat diabaikan dan tanda digunakan untuk menunjukkan arti besarnya.

Bagaimana cara menghitung percepatan?

Misalkan pada saat t partikel memiliki kecepatan v (t) dan pada saat t 'kecepatannya adalah v (t').

Kemudian perubahan kecepatan yang terjadi pada periode waktu tersebut adalah Δ v = v (t ') - v (t). Oleh karena itu, percepatan dalam periode waktu Δ t = t '- t, akan diberikan oleh hasil bagi:

Hasil bagi ini adalah percepatan rata-rata a _m pada waktu Δt antara saat t dan t '.

Jika kita ingin menghitung percepatan tepat pada waktu t, maka t 'harus menjadi kuantitas yang lebih besar daripada t. Dengan ini Δt, yang merupakan perbedaan antara keduanya, harus hampir nol.

Secara matematis ditunjukkan sebagai berikut: Δt → 0 dan diperoleh:

Latihan terselesaikan

Latihan 1

Percepatan suatu partikel yang bergerak sepanjang sumbu X adalah a (t) = ¼ t ² . Dimana t diukur dalam detik dan dalam m / s. Tentukan percepatan dan kecepatan partikel pada gerakan 2 s, dengan mengetahui bahwa pada saat awal t ₀ = 0 ia diam.

Balasan

Pada 2 s percepatan adalah 1 m / s ² dan kecepatan waktu t akan diberikan oleh:

Latihan 2

Sebuah benda bergerak sepanjang sumbu X dengan kecepatan dalam m / s, diberikan oleh:

v (t) = 3 t ² - 2 t, di mana t diukur dalam detik. Tentukan percepatan pada waktu: 0s, 1s, 3s.

Jawaban

Mengambil turunan dari v (t) terhadap t, percepatan diperoleh setiap saat:

a (t) = 6t -2

Kemudian a (0) = -2 m / s ² ; a (1) = 4 m / s ² ; a (3) = 16 m / s ² .

Latihan 3

Bola logam dilepaskan dari atas gedung. Percepatan jatuh adalah percepatan gravitasi yang dapat didekati dengan nilai 10 m / s2 dan mengarah ke bawah. Tentukan kecepatan bola 3 detik setelah dilepaskan.

Balasan

Masalah ini melibatkan percepatan gravitasi. Mengambil arah vertikal ke bawah sebagai positif, kita mendapatkan bahwa percepatan bola adalah:

a (t) = 10 m / s ²

Dan kecepatan akan diberikan oleh:

Latihan 4

Bola logam ditembakkan ke atas dengan kecepatan awal 30 m / s. Percepatan gerak adalah percepatan gravitasi yang dapat didekati dengan nilai 10 m / s ² dan mengarah ke bawah. Tentukan kecepatan bola pada 2 s dan 4 s setelah dibidik.

Balasan

Arah vertikal ke atas akan dianggap positif. Dalam hal ini percepatan gerak akan diberikan oleh

a (t) = -10 m / s ²

Kecepatan sebagai fungsi waktu akan diberikan oleh:

Setelah 4 detik ditembakkan, kecepatannya akan menjadi 30 - 10 ∙ 4 = -10 m / s. Artinya pada 4 s bola turun dengan kecepatan 10 m / s.

Referensi

1. Giancoli, D. Fisika. Prinsip dengan Aplikasi. Edisi ke-6. Prentice Hall. 25-27.
2. Resnick, R. (1999). Fisik. Volume 1. Edisi ketiga dalam bahasa Spanyol. Mexico. Editorial Compañía Continental SA de CV 22-27.
3. Serway, R., Jewett, J. (2008). Fisika untuk Sains dan Teknik. Volume 1. 7. Edisi. Mexico. Editor Pembelajaran Cengage. 25-30.