Kecepatan vs Kecepatan: Apa Perbedaannya & Mengapa Itu Penting (dengan Contoh)

Dalam bahasa sehari-hari, kecepatan dan kecepatan diperlakukan seolah-olah keduanya memiliki arti yang persis sama. Jika Anda mendengar seseorang berkomentar bahwa "kecepatan mobil adalah 25 mil per jam," Anda tidak akan menutup mata. Namun dalam fisika, komentar sehari-hari tentang kecepatan suatu benda mengandung kesalahan kritis.

Jika Anda menulis 25 mil per jam (atau 11 meter per detik) sebagai jawaban atas pertanyaan yang meminta Anda akecepatan, Anda akan salah. Tetapi jika pertanyaan yang sama meminta Anda untukkecepatanmobil, Anda akan benar. Mengapa?

Memahami perbedaan antara kecepatan suatu benda dan kecepatannya memberi tahu Anda jawabannya, membuat Anda siap untuk masalah masa depan yang melibatkan gerakan melingkar dan memperkenalkan Anda pada konsep penting dari abesaran vektor​.

TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Membaca)

Kelajuan adalah besaran skalar (hanya memiliki besar), tetapi kecepatan adalah besaran vektor (dengan besar dan arah). Kecepatan adalah kecepatandengan arah​.

Perbedaan utama antara kecepatan dan kecepatan adalah bahwa kecepatan adalahbesaran skalardan kecepatan adalahbesaran vektor​.

Besaran skalar adalah hal-hal seperti suhu, tekanan dan energi, yang sepenuhnya dijelaskan oleh "ukuran" mereka ataubesarnya. Jadi jika suhu air adalah 20 derajat Celcius, Anda tidak perlu informasi lebih lanjut untuk mengetahuinya Anda semua tentang nilai itu – angka dan satuannya sepenuhnya menentukan suhu air.

Vektor, seperti kecepatan, percepatan dan gaya, memiliki besaran tetapi juga memiliki aarah, dan tanpa informasi tentang arah, mereka tidak lengkap.

Definisi kecepatan hanyalah laju perubahan jarak yang ditempuh, atau jarak yang ditempuh per satuan waktu. Jadi jika Anda memberi tahu seseorang tentang mobil yang melaju 10 m/s, itu akan menjadi kecepatan, dan Anda dapat mengingatnya dengan mudah karena itulah yang ditunjukkan pada speedometer (walaupun mungkin dalam satuan non-SI). Namun, jika Anda mengatakan itu bergerak dengan kecepatan 10 m/ske kanan, Anda telah menambahkan informasi tentang arah gerakan dan menjelaskan besaran vektor yaitu kecepatan mobil. Dalam istilah matematika, kecepatan adalahbesarnya kecepatandan memiliki nilai mutlak.

Pembedaan ini membuka kemungkinan bahwa kecepatan suatu benda dapat terus-menerus berubah meskipun memiliki kecepatan konstan, dan dengan demikian Anda dapat memiliki percepatan (kuantitas vektor lain – laju perubahan kecepatan) meskipun a kecepatan tetap. Perhatikan bahwa mobil yang sama melaju dengan kecepatan konstan 15 m/s mengelilingi lintasan balap melingkar. Jumlah jarak yang ditempuh per satuan waktu (kecepatannya) tidak berubah, tapiarahnya terus berubah, sehingga kecepatannya tidak tetap.

Perbedaan dalam definisi kecepatan vs. bahwa kecepatan muncul dalam persamaan untuk keduanya, serta pengakuan implisit bahwa kecepatan adalah besaran vektor.

Untuk kecepatanv, definisinya hanyalah jarakdperjalanan selama selang waktuuntukdalam pertanyaan:

Untuk kecepatan​v​, simbol dicetak tebal (atau ditampilkan dengan panah di atas overv, berguna dalam persamaan tulisan tangan) untuk menandakan bahwa itu adalah vektor dan berhubungan dengan perpindahan​s​(vektor yang menggambarkan lokasi akhir relatif terhadap lokasi awal yang dipilih, dalam satu, dua atau tiga dimensi) terhadap interval waktu di mana perpindahan terjadi.

Kecepatan sesaat diberikan oleh turunan perpindahan terhadap waktu:

Satuan kecepatan hanyalah satuan jarak dalam satuan waktu, seperti meter per detik (m/s) atau kilometer per jam (km/jam).

Percepatan​Sebuah​adalah vektor lain, dan itu didefinisikan sebagai laju perubahan kecepatan​v​terhadap waktu:

Perbedaan antara kecepatan dan kecepatan penting karena hal-hal seperti arah yang berlawanan dan hubungan antara kecepatan dan vektor lain seperti percepatan.

Seperti halnya mobil yang melaju di sekitar lintasan, contoh lain adalah kuda komidi putar yang melaju dengan kecepatan konstan 2 m/s. Karena bergerak dalam lingkaran, arah liniernya terus berubah, dan oleh karena itu kecepatannya adalah terus berubah dan memiliki percepatan (untuk gerak melingkar, ini disebut sentripetal percepatan).

Contoh lain menunjukkan pentingnya melihat kecepatan vs. hanya mempertimbangkan kecepatan. Bayangkan dua kereta di trek meluncur ke arah satu sama lain dan bersiap untuk bertabrakan. Ketika mereka melakukannya, salah satunyaharusmengubah arah. Jika Anda tidak membuat kerangka acuan umum yang memungkinkan Anda menunjukkan perbedaan arah gerak serta kecepatan (yaitu, perbedaan kecepatan), informasi ini akan hilang – dan bahkan tidak jelas bahwa mereka sedang bertabrakan tentu saja!

Fakta bahwa kecepatan adalah besaran vektor sangat penting untuk proses penjumlahan kecepatan – jika keduanya dalam arah yang sama, mereka menambahkan bersama-sama, tetapi jika mereka dalam arah yang berlawanan (katakanlah,xdan -x) hasilnya adalah pengurangan. Untuk menemukan kecepatan bersih suatu objek – misalnya, bola bowling yang menggelinding melintasi travelator (jalan setapak yang bergerak sering ditemukan di bandara) bergerak ke arah yang berlawanan – Andaperluinformasi arah tentang masing-masing untuk menghitung apakah bola akan berakhir bergerak maju atau mundur setelah jangka waktu tertentu.

Dalam hal ini, Anda akan mendefinisikan satu kecepatan seperti padaxarah (misalnya, arah gerak bola bowling) dan yang lain (gerakan travelator) seperti pada-xarah, lalu tambahkan jumlah vektor, yang dalam praktiknya berarti mengurangi kecepatan travelator dari kecepatan bola bowling karena mereka bergerak dalam arah yang berlawanan.

Perbedaan antara kecepatan rata-rata dan sesaat sangat penting ketika gerakannya tidak linier (yaitu, dalam garis lurus), seperti seorang pelari melintasi trek atletik. Pada saat tertentu, diakecepatan sesaatadalah kecepatannya dan arah di mana dia bepergian pada waktu yang tepat, misalnya, 7 m/s ke timur. Tapi kecepatan rata-ratanya adalah totalnyapemindahanselama interval waktu penuh gerakannya terjadi dalam, katakanlah, 60 detik. Ini berarti bahwa jika dia melakukan putaran 400 meter penuh, kembali ke lokasi semula, perpindahan totalnya adalah 0 m, dan kecepatan rata-ratanya adalah 0 m/s.

Ini tampak tidak masuk akal karena sudah jelas bahwa diarata-rata​ ​kecepatanpasti bukan 0 m/s. Ini didefinisikan sebagai totalnyajarakmelakukan perjalanan selama periode waktu, jadi jika dia berlari lintasan 400 meter dalam 60 detik, kecepatan rata-ratanya adalah 400 m / 60 s = 6,67 m/s. Nyakecepatan sesaathanyalah kecepatannya pada saat tertentu – misalnya, jika Anda menjeda video larinya, kecepatannya pada saat yang tepat – dengan kata lain, jumlah meter yang dia tempuh per unit waktu pada saat itu saat.

Ini menunjukkan betapa Anda harus berhati-hati dengan ukuran yang Anda pilih. Kecepatan sesaat jauh lebih berguna daripada kecepatan rata-rata pada lintasan melingkar (atau non-linier), sementaraline ada manfaat untuk menemukan kecepatan sesaat dan rata-rata jika Anda tidak perlu mengetahui arahnya gerakan.