KINEMATIKA: SEJARAH, PRINSIP, RUMUS, LATIHAN - FISIK - 2025

The kinematika adalah (lebih khusus mekanika klasik) bidang fisika yang peduli untuk mempelajari gerakan tubuh tanpa memperhitungkan penyebab itu. Ini berfokus pada mempelajari lintasan benda dari waktu ke waktu melalui penggunaan besaran seperti perpindahan, kecepatan, dan percepatan.

Beberapa masalah yang tercakup dalam kinematika adalah kecepatan perjalanan kereta api, waktu yang dibutuhkan bus untuk mencapai tujuannya, percepatan yang dibutuhkan oleh pesawat pada saat lepas landas untuk mencapai kecepatan yang diperlukan untuk lepas landas, di antara yang lain.

Untuk melakukan ini, kinematika menggunakan sistem koordinat yang memungkinkan lintasan dijelaskan. Sistem koordinat spasial ini disebut sistem referensi. Cabang fisika yang mempelajari tentang gerakan dengan mempertimbangkan penyebab (gaya) mereka, adalah dinamika.

Sejarah

Secara etimologis, kata kinematika berawal dari istilah Yunani κινηματικος (kynēmatikos), yang berarti pergerakan atau perpindahan. Tidak mengherankan, catatan pertama studi tentang gerakan sesuai dengan para filsuf dan astronom Yunani.

Namun, baru pada abad keempat belas konsep pertama tentang kinematika muncul, yang ditemukan dalam doktrin intensitas bentuk atau teori perhitungan (kalkulasi). Perkembangan ini dibuat oleh ilmuwan William Heytesbury, Richard Swineshead, dan Nicolas Oresme.

Belakangan, sekitar tahun 1604, Galileo Galilei melakukan studinya tentang pergerakan benda jatuh bebas, dan bola pada bidang miring.

Antara lain, Galileo tertarik untuk memahami bagaimana planet dan proyektil meriam bergerak.

Kontribusi Pierre Varignon

Permulaan kinematika modern dianggap terjadi dengan presentasi Pierre Varignon pada Januari 1700 di Royal Academy of Sciences di Paris.

Dalam presentasi ini ia memberikan definisi tentang konsep percepatan dan menunjukkan bagaimana hal itu dapat disimpulkan dari kecepatan sesaat, hanya dengan menggunakan kalkulus diferensial.

Secara khusus, istilah kinematika diciptakan oleh André-Marie Ampère, yang menentukan apa isi kinematika dan menempatkannya di dalam bidang mekanika.

Akhirnya, dengan pengembangan Teori Relativitas Khusus Albert Einstein, sebuah periode baru dimulai; Inilah yang disebut kinematika relativistik, di mana ruang dan waktu tidak lagi bersifat absolut.

Apa yang kamu pelajari?

Kinematika berfokus pada studi tentang pergerakan benda tanpa menganalisis penyebabnya. Untuk ini ia menggunakan gerakan titik material, sebagai representasi ideal tubuh yang sedang bergerak.

Awal

Pergerakan benda dipelajari dari sudut pandang pengamat (internal atau eksternal) dalam kerangka sistem referensi. Jadi, kinematika secara matematis mengungkapkan bagaimana benda bergerak dari variasi koordinat posisi benda dengan waktu.

Dengan cara ini, fungsi yang memungkinkan mengekspresikan lintasan tubuh tidak hanya bergantung pada waktu, tetapi juga bergantung pada kecepatan dan percepatan.

Dalam mekanika klasik, ruang dianggap sebagai ruang absolut. Oleh karena itu, ini adalah ruang yang tidak bergantung pada benda material dan perpindahannya. Demikian juga, ia menganggap bahwa semua hukum fisik terpenuhi di wilayah ruang mana pun.

Dengan cara yang sama, mekanika klasik menganggap bahwa waktu adalah waktu absolut yang lewat dengan cara yang sama di wilayah ruang mana pun, terlepas dari pergerakan benda dan fenomena fisik apa pun yang mungkin terjadi.

Rumus dan persamaan

Mempercepat

Kecepatan adalah besaran yang memungkinkan kita menghubungkan ruang yang ditempuh dan waktu yang digunakan untuk menjelajahinya. Kecepatan dapat diperoleh dengan menurunkan posisi dalam kaitannya dengan waktu.

v = ds / dt

Dalam rumus ini s melambangkan posisi benda, v adalah kecepatan benda dan t adalah waktu.

Percepatan

Percepatan adalah besaran yang memungkinkan untuk menghubungkan variasi kecepatan dengan waktu. Percepatan dapat diperoleh dengan menurunkan kecepatan terhadap waktu.

a = dv / dt

Dalam persamaan ini a melambangkan percepatan benda yang bergerak.

Gerakan garis seragam

Seperti namanya, itu adalah gerakan di mana gerakan terjadi dalam garis lurus. Karena seragam, ini adalah gerakan yang kecepatannya konstan dan percepatannya nol. Persamaan gerak bujursangkar yang seragam adalah:

s = s ₀ + v / t

Dalam rumus ini, s ₀ mewakili posisi awal.

Gerakan bujursangkar yang dipercepat secara seragam

Sekali lagi, ini adalah gerakan di mana gerakan tersebut terjadi dalam garis lurus. Karena percepatannya seragam, itu adalah gerakan di mana kecepatannya tidak konstan, karena ini bervariasi sebagai konsekuensi percepatan. Persamaan gerak bujursangkar yang dipercepat secara seragam adalah sebagai berikut:

v = v ₀ + a ∙ t

s = s ₀ + v ₀ ∙ t + 0,5 ∙ pada ²

Dalam v ₀ ini adalah kecepatan awal dan percepatan.

Latihan diselesaikan

Persamaan gerak benda dinyatakan dengan persamaan berikut: s (t) = 10t + t ² . Menentukan:

a) Jenis gerakan.

Ini adalah gerakan yang dipercepat secara seragam, karena memiliki percepatan konstan 2 m / s ² .

v = ds / dt = 2t

a = dv / dt = 2 m / s ²

b) Posisi 5 detik setelah memulai gerakan.

s (5) = 10 ∙ 5 + 5 ² = 75 m

c) Kecepatan saat 10 detik telah berlalu sejak gerakan dimulai.

v = ds / dt = 2t

v (10) = 20 m / dtk

d) Waktu yang dibutuhkan untuk mencapai kecepatan 40 m / s.

v = 2t

40 = 2 t

t = 40/2 = 20 detik

Referensi

1. Resnik, Halliday & Krane (2002). Fisika Volume 1. Cecsa.
2. Thomas Wallace Wright (1896). Elemen Mekanika Termasuk Kinematika, Kinetik dan Statika. E dan FN Spon.
3. PP Teodorescu (2007). Kinematika. Sistem Mekanik, Model Klasik: Mekanika Partikel. Peloncat.
4. Kinematika. (nd). Di Wikipedia. Diperoleh pada 28 April 2018, dari es.wikipedia.org.
5. Kinematika. (nd). Di Wikipedia. Diperoleh pada 28 April 2018, dari en.wikipedia.org.