Dalam dunia fisika, kecepatan (v), posisi (x), percepatan (a) dan waktu (t) adalah empat bahan utama dalam menyelesaikan persamaan gerak. Anda mungkin mendapatkan percepatan, kecepatan awal (v0) dan waktu yang berlalu dari sebuah partikel dan harus diselesaikan untuk kecepatan akhir (vf). Berbagai permutasi lain yang berlaku untuk skenario dunia nyata yang tak terhitung jumlahnya dimungkinkan. Konsep-konsep ini muncul dalam empat persamaan penting:
1. x=v_0t+\frac{1}{2} di^2\\2. v_f^2=v_0^2+2ax\\3. v_f=v_0+at\\4. x=\frac{v_0+v_f}{2}t
Persamaan ini berguna dalam menghitung kecepatan (setara dengan kecepatan untuk tujuan saat ini) dari sebuah partikel bergerak dengan percepatan konstan pada saat menabrak benda keras, seperti tanah atau benda padat dinding. Dengan kata lain, Anda dapat menggunakannya untuk menghitung kecepatan tumbukan, atau dalam hal variabel di atas, vf.
Langkah 1: Nilai Variabel Anda
Jika masalah Anda melibatkan benda yang jatuh dari keadaan diam di bawah pengaruh gravitasi, maka v
Langkah 2: Benda Jatuh
Jika Anda mengetahui bahwa sebuah benda yang dijatuhkan dari atap telah jatuh selama 3,7 detik, seberapa cepat kecepatannya?
Dari persamaan 3 di atas, diketahui bahwa:
v_f=0+(9.8)(3.7)=36.26\teks{ m/d}
Jika Anda tidak diberi waktu tetapi mengetahui bahwa objek telah jatuh 80 meter (sekitar 260 kaki, atau 25 lantai), Anda akan menggunakan persamaan 2 sebagai gantinya:
v_f^2=0+2(9.8)(80)=1568\\v_f=\sqrt{1568}=39.6\text{ m/s}
Kamu sudah selesai!
Langkah 3: Mobil yang Mengebut
Katakanlah Anda tahu bahwa sebuah mobil yang mulai dari keadaan diam mengalami percepatan 5,0 m/s sejauh 400 meter (sekitar seperempat mil) sebelum mengemudi melalui selembar kertas besar yang disiapkan untuk perayaan tampilan. Dari persamaan 1 di atas:
400=0+\frac{1}{2}(5)t^2=2.5t^2\\160=t^2\\t=12.65\text{ detik}
Dari sini, Anda dapat menggunakan persamaan 3 untuk mencari vf:
v_f=0+(5)(12,65)=63,25\teks{ m/d}
Tip
Selalu gunakan persamaan terlebih dahulu yang hanya ada satu yang tidak diketahui, yang belum tentu mengandung variabel yang menjadi perhatian utama.