Lompat ke isi

Kinematika: Perbedaan antara revisi

Ensiklopedia Pengetahuan Universitas Islam Sultan Agung
Maintenance script (bicara | kontrib)
Impor teks terkontrol dari Wikipedia bahasa Indonesia; revisi 26027557; atribusi sumber disertakan.
Β 
Maintenance script (bicara | kontrib)
Presentation V4: sitasi, referensi, Math, Wikimedia Commons, dan atribusi
Β 
Baris 1: Baris 1:
Dalam [[fisika]], '''kinematika''' adalah cabang dari [[mekanika klasik]] yang membahas [[gerak]] benda dan sistem benda tanpa mempersoalkan [[gaya]] penyebab gerakan. Kata kinematika dicetuskan oleh fisikawan Prancis [[André-Marie Ampère|A.M. Ampère]] ''cinématique'' yang ia ambil dari [[Bahasa Yunani Kuno|Yunani Kuno]] , '''kinema''' (gerak), diturunkan dari , '''kinein'''.
[[File:Rotating_body.PNG|thumb|right|280px|Rotating body]]
Hal terakhir ini berbeda dari [[dinamika (mekanika)|dinamika]] atau sering disebut dengan Kinetika, yang mempersoalkan gaya yang memengaruhi gerakan.


Studi mengenai ''kinematika'' biasa disebut juga sebagai ''geometri gerak''.
Dalam [[fisika]], '''kinematika''' adalah cabang dari [[mekanika klasik]] yang membahas [[gerak]] benda dan sistem benda tanpa mempersoalkan [[gaya]] penyebab gerakan.<ref>Edmund Taylor Whittaker. [http://books.google.com/books?id=epH1hCB7N2MC&printsec=frontcover&dq=inauthor:%22E+T+Whittaker%22&lr=&as_brr=0&sig=SN7_oYmNYM4QRSgjULXBU5jeQrA&source=gbs_book_other_versions_r&cad=0_2#PPA1,M1 A Treatise on the Analytical Dynamics of Particles and Rigid Bodies]. Cambridge University Press. 1904. ISBN 0-521-35883-3.</ref><ref>Joseph Stiles Beggs. [http://books.google.com/books?id=y6iJ1NIYSmgC&printsec=frontcover&dq=kinematics&lr=&as_brr=0&sig=brRJKOjqGTavFsydCzhiB3u_8MA#PPA1,M1 Kinematics]. Taylor & Francis. 1983. hlm. 1. ISBN 0-89116-355-7.</ref><ref>Thomas Wallace Wright. [http://books.google.com/books?id=-LwLAAAAYAAJ&printsec=frontcover&dq=mechanics+kinetics&lr=&as_brr=0#PPA6,M1 Elements of Mechanics Including Kinematics, Kinetics and Statics]. E and FN Spon. 1896.</ref> Kata kinematika dicetuskan oleh fisikawan Prancis [[André-Marie Ampère|A.M. Ampère]] ''cinématique''<ref>André-Marie Ampère. [http://books.google.com/books?id=j4QPAAAAQAAJ&printsec=frontcover&source=gbs_ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false Essai sur la Pilosophie des Sciences]. Chez Bachelier.</ref> yang ia ambil dari [[Bahasa Yunani Kuno|Yunani Kuno]] , '''kinema''' (gerak), diturunkan dari , '''kinein'''.<ref>John Merz. [http://books.google.com/books?id=toZJAAAAYAAJ&pg=PA5&lpg=PA5 A History of European Thought in the Nineteenth Century]. Blackwood, London. 1903. hlm. 5.</ref>
<ref>O. Bottema & B. Roth. [http://books.google.com/books?id=f8I4yGVi9ocC&printsec=frontcover&dq=kinematics&lr=&as_brr=0&sig=YfoHn9ImufIzAEp5Kl7rEmtYBKc#PPR7,M1 Theoretical Kinematics]. Dover Publications. 1990. ISBN 0-486-66346-9.</ref> Hal terakhir ini berbeda dari [[dinamika (mekanika)|dinamika]] atau sering disebut dengan Kinetika, yang mempersoalkan gaya yang memengaruhi gerakan.
Β 
Studi mengenai ''kinematika'' biasa disebut juga sebagai ''geometri gerak''.<ref>See, for example: Russell C. Hibbeler. [http://books.google.com/books?id=tOFRjXB-XvMC&pg=PA298 Engineering Mechanics: Dynamics]. Prentice Hall. 2009. hlm. 298. ISBN 0-13-607791-9., Ahmed A. Shabana. [http://books.google.com/books?id=zxuG-l7J5rgC&pg=PA28 Dynamics of Multibody Systems]. Cambridge University Press. 2003. ISBN 978-0-521-54411-5., P. P. Teodorescu. [http://books.google.com/books?id=k4H2AjWh9qQC&pg=PA287 Mechanical Systems, Classical Models: Particle Mechanics]. Springer. 2007. hlm. 287. ISBN 1-4020-5441-6.</ref>


== Kinematika Lintasan Partikel dalam Kerangka Acuan yang Tidak Berputar ==
== Kinematika Lintasan Partikel dalam Kerangka Acuan yang Tidak Berputar ==
Kinematika partikel adalah studi yang mempelajari karakteristik gerak suatu partikel. Posisi suatu partikel didefinisikan sebagai vektor koordinat dari awal titik acuan ke partikel. Sebagai contoh, anggaplah ada sebuah menara setinggi 50 meter di sebelah selatan rumah anda, di mana titik acuannya adalah rumah anda, dengan timur sebagai sumbu-x dan utara sebagai sumbu-y, maka koordinat vektor menara tersebut adalah '''r'''=(0, -50, 0). Vektor koordinat di puncak menara adalah '''r'''=(0, -50, 50)'''.
Kinematika partikel adalah studi yang mempelajari karakteristik gerak suatu partikel. Posisi suatu partikel didefinisikan sebagai vektor koordinat dari awal titik acuan ke partikel. Sebagai contoh, anggaplah ada sebuah menara setinggi 50 meter di sebelah selatan rumah anda, di mana titik acuannya adalah rumah anda, dengan timur sebagai sumbu-x dan utara sebagai sumbu-y, maka koordinat vektor menara tersebut adalah '''r'''=(0, -50, 0). Vektor koordinat di puncak menara adalah '''r'''=(0, -50, 50)'''.


Baris 28: Baris 28:


=== Percepatan ===
=== Percepatan ===
Vektor kecepatan dapat berubah besar dan arahnya atau keduanya sekaligus. Oleh karena itu, percepatan memperhitungkan laju perubahan besaran vektor kecepatan dan laju perubahan arah vektor itu. Alasan yang sama yang digunakan sehubungan dengan posisi partikel untuk menentukan kecepatan, dapat diterapkan pada kecepatan untuk menentukan percepatan. Percepatan partikel adalah vektor yang ditentukan oleh laju perubahan vektor kecepatan. Percepatan rata-rata partikel selama selang waktu didefinisikan sebagai rasio.
Vektor kecepatan dapat berubah besar dan arahnya atau keduanya sekaligus. Oleh karena itu, percepatan memperhitungkan laju perubahan besaran vektor kecepatan dan laju perubahan arah vektor itu. Alasan yang sama yang digunakan sehubungan dengan posisi partikel untuk menentukan kecepatan, dapat diterapkan pada kecepatan untuk menentukan percepatan. Percepatan partikel adalah vektor yang ditentukan oleh laju perubahan vektor kecepatan. Percepatan rata-rata partikel selama selang waktu didefinisikan sebagai rasio.


Baris 50: Baris 49:
<math>|\mathbf{a}| = |\dot{\mathbf{v}} | = \frac{dv}{dt}.</math>
<math>|\mathbf{a}| = |\dot{\mathbf{v}} | = \frac{dv}{dt}.</math>
=== Vektor posisi relatif ===
=== Vektor posisi relatif ===
Dapat ditunjukkan dengan persamaan matematika vektor sederhana berikut yang memperlihatkan suatu penjumlahan vektor: gerak <math>A</math> relatif terhadap <math>O</math> sama dengan gerak relatif <math>B</math> terhadap <math>O</math> ditambah dengan gerak relatif <math>A</math> terhadap <math>B</math>:
Dapat ditunjukkan dengan persamaan matematika vektor sederhana berikut yang memperlihatkan suatu penjumlahan vektor: gerak <math>A</math> relatif terhadap <math>O</math> sama dengan gerak relatif <math>B</math> terhadap <math>O</math> ditambah dengan gerak relatif <math>A</math> terhadap <math>B</math>:


Baris 56: Baris 54:


=== Gerakan Koordinat ===
=== Gerakan Koordinat ===
Salah satu persamaan dasar dalam kinematika adalah persamaan yang menggambarkan tentang turunan dari sebuah vektor yang berada dalam suatu sumbu koordinat bergerak. Yaitu: turunan terhadap waktu dari sebuah vektor relatif terhadap suatu koordinat ''diam'', sama dengan turunan terhadap waktu vektor tersebut relatif terhadap koordinat ''bergerak'' ditambah dengan hasil perkalian silang dari kecepatan sudut koordinat ''bergerak'' dengan vektor itu. Dalam bentuk persamaan:
Salah satu persamaan dasar dalam kinematika adalah persamaan yang menggambarkan tentang turunan dari sebuah vektor yang berada dalam suatu sumbu koordinat bergerak. Yaitu: turunan terhadap waktu dari sebuah vektor relatif terhadap suatu koordinat ''diam'', sama dengan turunan terhadap waktu vektor tersebut relatif terhadap koordinat ''bergerak'' ditambah dengan hasil perkalian silang dari kecepatan sudut koordinat ''bergerak'' dengan vektor itu. Dalam bentuk persamaan:


Baris 74: Baris 71:
Kecepatan satu titik relatif terhadap yang lain adalah perbedaan antara kecepatan mereka <math>\mathbf{v}_{A/B} = \mathbf{v}_{A} - \mathbf{v}_{B}</math> yang merupakan perbedaan antara komponen kecepatan mereka. Jika titik A memiliki komponen kecepatan <math>\mathbf{v}_{A} = \left( v_{A_x}, v_{A_y}, v_{A_z} \right)</math> dan titik B memiliki komponen kecepatan <math>\mathbf{v}_{B} = \left( v_{B_x}, v_{B_y}, v_{B_z} \right)</math> maka kecepatan titik A relatif terhadap titik B adalah selisih antara komponen-komponennya <math>\mathbf{v}_{A/B} = \mathbf{v}_{A} - \mathbf{v}_{B} = \left( v_{A_x} - v_{B_x}, v_{A_y} - v_{B_{y}}, v_{A_z} - v_{B_z} \right)</math>. Sebagai alternatif, hasil yang sama ini dapat diperoleh dengan menghitung turunan waktu dari vektor posisi relatif '''r'''<sub>B/A</sub>.
Kecepatan satu titik relatif terhadap yang lain adalah perbedaan antara kecepatan mereka <math>\mathbf{v}_{A/B} = \mathbf{v}_{A} - \mathbf{v}_{B}</math> yang merupakan perbedaan antara komponen kecepatan mereka. Jika titik A memiliki komponen kecepatan <math>\mathbf{v}_{A} = \left( v_{A_x}, v_{A_y}, v_{A_z} \right)</math> dan titik B memiliki komponen kecepatan <math>\mathbf{v}_{B} = \left( v_{B_x}, v_{B_y}, v_{B_z} \right)</math> maka kecepatan titik A relatif terhadap titik B adalah selisih antara komponen-komponennya <math>\mathbf{v}_{A/B} = \mathbf{v}_{A} - \mathbf{v}_{B} = \left( v_{A_x} - v_{B_x}, v_{A_y} - v_{B_{y}}, v_{A_z} - v_{B_z} \right)</math>. Sebagai alternatif, hasil yang sama ini dapat diperoleh dengan menghitung turunan waktu dari vektor posisi relatif '''r'''<sub>B/A</sub>.
==== Mencari kecepatan v dan perpindahan x dari percepatan a dengan persamaan kinematika dari kalkulus integral ====
==== Mencari kecepatan v dan perpindahan x dari percepatan a dengan persamaan kinematika dari kalkulus integral ====
Source:
Source:<ref>[https://phys.libretexts.org/Bookshelves/University_Physics/Book%3A_University_Physics_(OpenStax)/Book%3A_University_Physics_I_-_Mechanics_Sound_Oscillations_and_Waves_(OpenStax)/03%3A_Motion_Along_a_Straight_Line/3.08%3A_Finding_Velocity_and_Displacement_from_Acceleration 3.8: Finding Velocity and Displacement from Acceleration]. ''Physics LibreTexts''. 2016-10-18.</ref>


Percepatan partikel '''a''' adalah fungsi waktu yang diketahui. Karena turunan waktu dari fungsi kecepatan '''v''' adalah percepatan, <math>\frac{d\mathbf{v}}{dt}Β  = \mathbf{a}</math>,
Percepatan partikel '''a''' adalah fungsi waktu yang diketahui. Karena turunan waktu dari fungsi kecepatan '''v''' adalah percepatan, <math>\frac{d\mathbf{v}}{dt}Β  = \mathbf{a}</math>,
Baris 80: Baris 77:
memberikan integral tak tentu pada kedua sisi, memberikan
memberikan integral tak tentu pada kedua sisi, memberikan


<math>\int d \mathbf{v} = \int \mathbf{a} dt
<math>\int d \mathbf{v} = \int \mathbf{a} dt Β 
+ C_1</math>,
+ C_1</math>,


dimana ''C''<sub>1</sub> adalah konstanta integrasi. <math>\int d \mathbf{v}= \mathbf{v}</math> dan <math>\intΒ  \mathbf{a} dt= \mathbf{a}t</math>, maka kecepatan adalah
dimana ''C''<sub>1</sub> adalah konstanta integrasi. <math>\int d \mathbf{v}= \mathbf{v}</math> dan <math>\intΒ  \mathbf{a} dt= \mathbf{a}t</math>, maka kecepatan adalah


<math>\mathbf{v} = \mathbf{a}t
<math>\mathbf{v} = \mathbf{a}t Β 
+ C_1.</math>
+ C_1.</math>


Jika kecepatan awal adalah '''v'''<sub>0</sub> dan ''t''=0, maka
Jika kecepatan awal adalah '''v'''<sub>0</sub> dan ''t''=0, maka


<math>\mathbf{v}_0 = \mathbf{a}(0)
<math>\mathbf{v}_0 = \mathbf{a}(0) Β 
+ C_1 </math>,
+ C_1 </math>,


Baris 98: Baris 95:


== Sistem Koordinat ==
== Sistem Koordinat ==
=== Sistem Koordinat Diam ===
=== Sistem Koordinat Diam ===
Pada sistem koordinat ini, sebuah vektor digambarkan sebagai suatu penjumlahan dari vektor-vektor yang searah dengan sumbu <math>X</math>, <math>Y</math>, atau <math>Z</math>. Umumnya <math>\vec i \, \!</math> adalah sebuah vektor satuan pada arah <math>X</math>, <math>\vec j \, \!</math> adalah sebuah vektor satuan pada arah <math>Y</math>, dan <math>\vec k \, \!</math> adalah sebuah vektor satuan pada arah <math>Z</math>.
Pada sistem koordinat ini, sebuah vektor digambarkan sebagai suatu penjumlahan dari vektor-vektor yang searah dengan sumbu <math>X</math>, <math>Y</math>, atau <math>Z</math>. Umumnya <math>\vec i \, \!</math> adalah sebuah vektor satuan pada arah <math>X</math>, <math>\vec j \, \!</math> adalah sebuah vektor satuan pada arah <math>Y</math>, dan <math>\vec k \, \!</math> adalah sebuah vektor satuan pada arah <math>Z</math>.


Baris 115: Baris 110:


=== Sistem Koordinat Bergerak 2 Dimensi ===
=== Sistem Koordinat Bergerak 2 Dimensi ===
Sistem koordinat ini hanya menggambarkan gerak bidang yang berbasis pada 3 vektor satuan orthogonal yaitu vektor satuan <math>\vec i \!</math>, dan vektor satuan <math>\vec j \!</math> sebagai sebuah bidang di mana suatu objek benda berputar terletak/berada, dan <math>\vec k \!</math> sebagai sumbu putarnya.
Sistem koordinat ini hanya menggambarkan gerak bidang yang berbasis pada 3 vektor satuan orthogonal yaitu vektor satuan <math>\vec i \!</math>, dan vektor satuan <math>\vec j \!</math> sebagai sebuah bidang di mana suatu objek benda berputar terletak/berada, dan <math>\vec k \!</math> sebagai sumbu putarnya.


Berbeda dengan [[sistem koordinat Kartesius]] di atas, di mana segala sesuatunya diukur relatif terhadap ''datum'' yang tetap dan diam tak berputar, ''datum'' dari koordinat-koordinat ini dapat berputar dan berpindah - mengikuti gerakan dari benda atau partikel pada suatu benda yang diamati. Hubungan antara koordinat diam dan koordinat berputar dan bergerak ini dapat dilihat lebih rinci pada [[Transformasi Orthogonal]].
Berbeda dengan [[sistem koordinat Kartesius]] di atas, di mana segala sesuatunya diukur relatif terhadap ''datum'' yang tetap dan diam tak berputar, ''datum'' dari koordinat-koordinat ini dapat berputar dan berpindah - mengikuti gerakan dari benda atau partikel pada suatu benda yang diamati. Hubungan antara koordinat diam dan koordinat berputar dan bergerak ini dapat dilihat lebih rinci pada [[Transformasi Orthogonal]].
== Referensi ==


== Bacaan lebih lanjut ==
== Bacaan lebih lanjut ==
*
*


== Referensi ==
<references />


== Sumber dan atribusi ==


== Sumber dan atribusi ==
Konten artikel ini diadaptasi dari [https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kinematika&oldid=26027557 Wikipedia bahasa Indonesia], revisi 26027557 (2024-07-14T01:21:44Z), yang tersedia berdasarkan lisensi Creative Commons Atribusi-BerbagiSerupa (CC BY-SA). Gambar pada artikel ini bersumber dari Wikimedia Commons dan mengikuti ketentuan lisensi masing-masing berkas. Mohon gunakan konten dan media secara bijak serta sesuai dengan ketentuan lisensi yang berlaku.


Konten artikel ini diadaptasi dari [https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kinematika&oldid=26027557 Wikipedia bahasa Indonesia], revisi 26027557 (2024-07-14T01:21:44Z), yang tersedia berdasarkan lisensi Creative Commons Atribusi-BerbagiSerupa (CC BY-SA). Mohon gunakan konten ini secara bijak serta sesuai dengan ketentuan lisensi yang berlaku.
<!-- WIKI_UNISSULA_PRESENTATION_V4 -->

Revisi terkini sejak 25 Agustus 2026 23.13

Rotating body

Dalam fisika, kinematika adalah cabang dari mekanika klasik yang membahas gerak benda dan sistem benda tanpa mempersoalkan gaya penyebab gerakan.[1][2][3] Kata kinematika dicetuskan oleh fisikawan Prancis A.M. Ampère cinématique[4] yang ia ambil dari Yunani Kuno , kinema (gerak), diturunkan dari , kinein.[5] [6] Hal terakhir ini berbeda dari dinamika atau sering disebut dengan Kinetika, yang mempersoalkan gaya yang memengaruhi gerakan.

Studi mengenai kinematika biasa disebut juga sebagai geometri gerak.[7]

Kinematika Lintasan Partikel dalam Kerangka Acuan yang Tidak Berputar

Kinematika partikel adalah studi yang mempelajari karakteristik gerak suatu partikel. Posisi suatu partikel didefinisikan sebagai vektor koordinat dari awal titik acuan ke partikel. Sebagai contoh, anggaplah ada sebuah menara setinggi 50 meter di sebelah selatan rumah anda, di mana titik acuannya adalah rumah anda, dengan timur sebagai sumbu-x dan utara sebagai sumbu-y, maka koordinat vektor menara tersebut adalah r=(0, -50, 0). Vektor koordinat di puncak menara adalah r=(0, -50, 50).

Dalam bentuk 3 dimensi, posisi titik r dapat dituliskan sebagai 𝐫=(xr,yr,zr)=xr𝐒̂+yr𝐣̂+zr𝐀̂ dengan xr, yr, dan zr adalah koordinat Kartesian dan i, j dan k adalah unit vektor yang mengikuti sumbu x, y, dan z. Besar dari vektor posisi |r| adalah jarak antara titik r dengan titik acuan, dapat dituliskan sebagai |𝐫|=xr 2+yr 2+zr 2.

Trajektori dari sebuah partikel adalah fungsi vektor terhadap waktu, r(t), yang mendefinisikan kurva yang dibentuk dari partikel yang bergerak, yang akan memberikan persamaan 𝐫(t)=xr(t)𝐒̂+yr(t)𝐣̂+zr(t)𝐀̂, dengan koordinat xr, yr, dan zr masing-masing adalah fungsi waktu.

Kecepatan dan kelajuan

Kecepatan sebuah partikel adalah vektor yang menunjukkan arah dan besar dari perubahan posisi vektor, bagaimana posisi sebuah benda berpindah tiap waktu. Anggap rasio perbedaan 2 posisi partikel dibagi dalam interval waktu sama, maka kecepatan rata-rata pada interval tersebut adalah 𝐯‾=Δ𝐫Δtdengan Ξ”r adalah perubahan posisi vektor per selang waktu Ξ”t.

Ketika limit interval waktu Ξ”t menjadi semakin kecil, maka kecepatan rata-rata menjadi turunan waktu dari posisi vektor

𝐯‾=limΞ”tβ†’0Δ𝐫Δt=d𝐫dt=𝐫˙=xΛ™riβ†’+yΛ™rjβ†’+zΛ™rkβ†’.

Maka, kecepatan adalah besarnya perubahan posisi Ξ”r per satuan waktu Ξ”t.

Kelajuan dari suatu objek adalah besar |v| dari suatu kecepatan. Kelajuan merupakan besaran skalar

v=|𝐯|=|𝐫˙|=dsdt,

dengan s adalah total panjang lintasan busur yang ditempuh partikel. Kelajuan ds/dt adalah besaran yang selalu bernilai positif.

Percepatan

Vektor kecepatan dapat berubah besar dan arahnya atau keduanya sekaligus. Oleh karena itu, percepatan memperhitungkan laju perubahan besaran vektor kecepatan dan laju perubahan arah vektor itu. Alasan yang sama yang digunakan sehubungan dengan posisi partikel untuk menentukan kecepatan, dapat diterapkan pada kecepatan untuk menentukan percepatan. Percepatan partikel adalah vektor yang ditentukan oleh laju perubahan vektor kecepatan. Percepatan rata-rata partikel selama selang waktu didefinisikan sebagai rasio.

πšβ€Ύ=Δ𝐯Δt

dimana Ξ”v adalah selisih vektor kecepatan dan Ξ”t adalah selang waktu.

Percepatan partikel adalah batas percepatan rata-rata ketika selang waktu mendekati nol, yang merupakan turunan waktu, πšβ€Ύ=limΞ”tβ†’0Δ𝐯Δt=d𝐯dt=𝐯˙=vΛ™x𝐒̂+vΛ™y𝐣̂+vΛ™z𝐀̂

atau

πšβ€Ύ=𝐫¨=x¨𝐒̂+y¨𝐣̂+z¨𝐀̂.

Jadi, percepatan rata-rata adalah turunan pertama dari vektor kecepatan dan turunan kedua dari vektor posisi partikel itu. Perhatikan bahwa dalam kerangka acuan yang tidak berputar, turunan dari arah koordinat tidak dianggap sebagai arah dan besarnya adalah konstanta. Besar percepatan suatu benda adalah besaran |a| dari vektor percepatannya. Ini adalah besaran skalar:

|𝐚|=|𝐯˙|=dvdt.

Vektor posisi relatif

Dapat ditunjukkan dengan persamaan matematika vektor sederhana berikut yang memperlihatkan suatu penjumlahan vektor: gerak A relatif terhadap O sama dengan gerak relatif B terhadap O ditambah dengan gerak relatif A terhadap B:

rA/O=rB/O+rA/B

Gerakan Koordinat

Salah satu persamaan dasar dalam kinematika adalah persamaan yang menggambarkan tentang turunan dari sebuah vektor yang berada dalam suatu sumbu koordinat bergerak. Yaitu: turunan terhadap waktu dari sebuah vektor relatif terhadap suatu koordinat diam, sama dengan turunan terhadap waktu vektor tersebut relatif terhadap koordinat bergerak ditambah dengan hasil perkalian silang dari kecepatan sudut koordinat bergerak dengan vektor itu. Dalam bentuk persamaan:

dr(t)dt|X,Y,Z=dr(t)dt|x,y,z+ω×r(t)

di mana:

r(t) adalah sebuah vektor

X,Y,Z adalah sebuah sumbu koordinat tetap / tak bergerak

x,y,z adalah sebuah sumbu koordinat berputar

Ο‰ adalah kecepatan sudut perputaran koordinat

Kecepatan relatif

Kecepatan satu titik relatif terhadap yang lain adalah perbedaan antara kecepatan mereka 𝐯A/B=𝐯Aβˆ’π―B yang merupakan perbedaan antara komponen kecepatan mereka. Jika titik A memiliki komponen kecepatan 𝐯A=(vAx,vAy,vAz) dan titik B memiliki komponen kecepatan 𝐯B=(vBx,vBy,vBz) maka kecepatan titik A relatif terhadap titik B adalah selisih antara komponen-komponennya 𝐯A/B=𝐯Aβˆ’π―B=(vAxβˆ’vBx,vAyβˆ’vBy,vAzβˆ’vBz). Sebagai alternatif, hasil yang sama ini dapat diperoleh dengan menghitung turunan waktu dari vektor posisi relatif rB/A.

Mencari kecepatan v dan perpindahan x dari percepatan a dengan persamaan kinematika dari kalkulus integral

Source:[8]

Percepatan partikel a adalah fungsi waktu yang diketahui. Karena turunan waktu dari fungsi kecepatan v adalah percepatan, d𝐯dt=𝐚,

memberikan integral tak tentu pada kedua sisi, memberikan

∫d𝐯=∫𝐚dt+C1,

dimana C1 adalah konstanta integrasi. ∫d𝐯=𝐯 dan ∫𝐚dt=𝐚t, maka kecepatan adalah

𝐯=𝐚t+C1.

Jika kecepatan awal adalah v0 dan t=0, maka

𝐯0=𝐚(0)+C1,

sehingga 𝐯0=C1. Subtitusikan 𝐯0=C1 ke dalam 𝐯=𝐚t+C1, sehingga

𝐯=𝐚t+𝐯0.

Sistem Koordinat

Sistem Koordinat Diam

Pada sistem koordinat ini, sebuah vektor digambarkan sebagai suatu penjumlahan dari vektor-vektor yang searah dengan sumbu X, Y, atau Z. Umumnya i→ adalah sebuah vektor satuan pada arah X, j→ adalah sebuah vektor satuan pada arah Y, dan k→ adalah sebuah vektor satuan pada arah Z.

Vektor posisi s→ (atau r→), vektor kecepatan v→ dan vektor percepatan a→, dalam sistem koordinat Kartesius digambarkan sebagai berikut:

s→=xi→+yj→+zk→

v→=s˙=x˙i→+y˙j→+z˙k→

a→=s¨=x¨i→+y¨j→+z¨k→

catatan: x˙=dxdt, x¨=d2xdt2

Sistem Koordinat Bergerak 2 Dimensi

Sistem koordinat ini hanya menggambarkan gerak bidang yang berbasis pada 3 vektor satuan orthogonal yaitu vektor satuan i→, dan vektor satuan j→ sebagai sebuah bidang di mana suatu objek benda berputar terletak/berada, dan k→ sebagai sumbu putarnya.

Berbeda dengan sistem koordinat Kartesius di atas, di mana segala sesuatunya diukur relatif terhadap datum yang tetap dan diam tak berputar, datum dari koordinat-koordinat ini dapat berputar dan berpindah - mengikuti gerakan dari benda atau partikel pada suatu benda yang diamati. Hubungan antara koordinat diam dan koordinat berputar dan bergerak ini dapat dilihat lebih rinci pada Transformasi Orthogonal.

Bacaan lebih lanjut

Referensi

  1. ↑ Edmund Taylor Whittaker. A Treatise on the Analytical Dynamics of Particles and Rigid Bodies. Cambridge University Press. 1904. ISBN 0-521-35883-3.
  2. ↑ Joseph Stiles Beggs. Kinematics. Taylor & Francis. 1983. hlm. 1. ISBN 0-89116-355-7.
  3. ↑ Thomas Wallace Wright. Elements of Mechanics Including Kinematics, Kinetics and Statics. E and FN Spon. 1896.
  4. ↑ AndrΓ©-Marie AmpΓ¨re. Essai sur la Pilosophie des Sciences. Chez Bachelier.
  5. ↑ John Merz. A History of European Thought in the Nineteenth Century. Blackwood, London. 1903. hlm. 5.
  6. ↑ O. Bottema & B. Roth. Theoretical Kinematics. Dover Publications. 1990. ISBN 0-486-66346-9.
  7. ↑ See, for example: Russell C. Hibbeler. Engineering Mechanics: Dynamics. Prentice Hall. 2009. hlm. 298. ISBN 0-13-607791-9., Ahmed A. Shabana. Dynamics of Multibody Systems. Cambridge University Press. 2003. ISBN 978-0-521-54411-5., P. P. Teodorescu. Mechanical Systems, Classical Models: Particle Mechanics. Springer. 2007. hlm. 287. ISBN 1-4020-5441-6.
  8. ↑ 3.8: Finding Velocity and Displacement from Acceleration. Physics LibreTexts. 2016-10-18.

Sumber dan atribusi

Konten artikel ini diadaptasi dari Wikipedia bahasa Indonesia, revisi 26027557 (2024-07-14T01:21:44Z), yang tersedia berdasarkan lisensi Creative Commons Atribusi-BerbagiSerupa (CC BY-SA). Gambar pada artikel ini bersumber dari Wikimedia Commons dan mengikuti ketentuan lisensi masing-masing berkas. Mohon gunakan konten dan media secara bijak serta sesuai dengan ketentuan lisensi yang berlaku.