Rumus Percepatan Lengkap dengan Jenis, Contoh Soal dan Kunci Jawabannya

10 hours ago 4

Bunda, pernahkah Si Kecil bermain mobil-mobilan remote control? Awalnya, mobil itu hanya bergerak perlahan saat tombol baru ditekan. Namun, saat Si Kecil terus menekan gasnya, mobil tersebut melaju semakin lama semakin cepat.

Nah, dalam pelajaran IPA, proses perubahan dari lambat menjadi cepat inilah yang disebut sebagai percepatan. Ini merupakan sebuah konsep dasar tentang bagaimana kecepatan suatu benda bertambah atau berkurang seiring berjalannya waktu.

Mengenal apa percepatan?

Saat Si Kecil belajar tentang Gerak dalam pelajaran IPA, ia pasti akan bertemu dengan Percepatan. Secara sederhana, Percepatan berkaitan dengan seberapa cepat kecepatan suatu benda berubah dari waktu ke waktu. Jadi, Percepatan didefinisikan sebagai perubahan kecepatan per satuan detik. Perlu Bunda ketahui, satuan kecepatan dalam Satuan Internasional (SI) MKS adalah meter/detik atau atau m/s².

Jenis-jenis percepatan

Setelah mengetahui percepatan adalah perubahan kecepatan, yuk kita pahami tentang jenis-jenis Percepatan yang akan dipelajari.

1. Percepatan Rata-Rata

Percepatan Rata-Rata merupakan sebuah konsep yang menjelaskan seberapa cepat kecepatan suatu benda berubah selama periode waktu tertentu. Hal yang harus diperhatikan adalah bahwa kecepatan memiliki nilai dan arah.

Jadi, Percepatan tidak hanya terjadi saat benda bertambah atau berkurang lajunya, tetapi juga saat arah geraknya berubah. Misalnya, seperti saat Si Kecil mencoba membelokkan mobil remote controlnya, lajunya tetap sama sehingga Percepatan Rata-Rata menghitung semua perubahan tersebut.

2. Percepatan Sesaat

Bila Percepatan Rata-Rata merupakan hitungan perubahan kecepatan selama rentang waktu yang panjang, maka Percepatan Sesaat adalah mengukur perubahan kecepatan dalam kurun waktu yang sangat singkat atau dianggap limit waktunya mendekati nol. Percepatan Sesaat memberikan gambaran yang sangat akurat tentang seberapa cepat kecepatan benda berubah persis pada saat itu.

Rumus percepatan

Lantas, bagaimana cara mencari Percepatan? Bunda bisa simak rumus Percepatan sebagai berikut. Menurut Modul Fisika Training Center Olimpiade Internasional bahwa ada rumus percepatan dalam ilmu Fisika yang cukup mendasar. Rumus pernyataan dinyatakan sebagai berikut:

Percepatan = Perubahan kecepatan / perubahan waktu
a = ∆v /t
a = (v1 - v0)/ t

Keterangan:

∆v = Perubahan kecepatan (m/s)
v1 = kecepatan setelah selang waktu t (m/s)
v0 = kecepatan awal (m/s)
t = selang waktu terjadinya perubahan kecepatan (s)
a = percepatan (m/s²)

Teori Percepatan

Bunda perlu ketahui bahwa terdapat beberapa teori Percepatan, berikut penjelasan dari teori-teori yang membahas Percepatan:

1. Teori Ptolemy Pada Tahun 100 M

Di masa lalu, ilmuwan bernama Ptolemy mengembangkan teori Geosentris yang meyakini bahwa Bumi adalah pusat alam semesta dan semua benda langit, termasuk matahari dan planet, berputar mengelilinginya. Konsep ini ia ajukan ketika teknologi masih penuh dengan keterbatasan.

Meskipun Ptolemy belum bisa menjelaskan penyebab pergerakan tersebut, teori Geosentris ini pada masanya menjadi dasar pemikiran awal yang kemudian diteliti lebih lanjut oleh ilmuwan lain, terutama dalam kaitannya dengan konsep percepatan gravitasi.

2. Teori Copernicus pada tahun 15

Bunda, selama kurang lebih satu abad, kita meyakini teori Geosentris dari Ptolemy. Namun, sekitar tahun 15 Masehi, muncullah ilmuwan hebat bernama Copernicus yang menantang pandangan lama tersebut. Berkat penemuan awal teropong, Copernicus melakukan penelitian dan mengatakan bahwa Bumi bukanlah pusatnya.

Sebaliknya, ia mengajukan teori yang kini kita kenal sebagai teori Heliosentris yang menyatakan bahwa semua benda langit di tata surya, termasuk Bumi, bergerak dan berputar mengelilingi Matahari sebagai pusat. Tapi sayangnya, ide revolusioner ini tidak langsung diterima oleh masyarakat pada zaman itu.

Butuh waktu, penelitian, serta perkembangan ilmu pengetahuan lebih lanjut hingga akhirnya teori tersebut dapat diterima, diakui, dan menjadi pegangan kita hingga saat ini.

3. Tycho Brahe dan Johannes Kepler Pada tahun 1609

Setelah Copernicus mengubah pandangan kita tentang pusat tata surya, datanglah ilmuwan hebat bernama Tycho dan muridnya, Kepler. Mereka berdua melakukan penelitian mendalam dan menemukan satu hal yang menarik: Orbit atau jalur lintasan planet mengelilingi Matahari itu ternyata tidak berbentuk lingkaran sempurna, seperti yang selama ini diperkirakan.

Mereka menemukan bahwa orbit planet berbentuk elips (lonjong atau oval). Inilah mengapa ada saatnya planet berada sangat dekat dengan Matahari dan di waktu lain berada sangat jauh dengan Matahari. Tak hanya itu, Kepler juga berhasil merumuskan hitungan pasti mengenai jarak antar planet dan jarak planet ke matahari, yang kemudian dikenal dengan Hukum Kepler. Hukum ini menjadi kunci pemahaman kita tentang pergerakan benda-benda di angkasa.

4. Isaac Newton Pada tahun 1680

Bunda, Si Kecil pasti pernah mendengar nama ilmuwan legendaris, Isaac Newton. Beliau adalah penemu gaya yang membuat semua benda di Bumi jatuh ke bawah, yaitu gaya gravitasi, yang kini dikenal sebagai Hukum Newton.

Hukum Newton terbagi menjadi tiga bagian. Nah, Hukum Newton bagian ketiga menyatakan bahwa kekuatan gravitasi yang terjadi pada suatu benda sangat dipengaruhi oleh percepatan yang disebabkan oleh gravitasi, seberapa cepat benda itu ditarik ke bawah, dan massa atau berat benda itu sendiri. Singkatnya, Newton menjelaskan mengapa dan bagaimana benda-benda saling tarik-menarik di alam semesta.

5. Henry Cavendish pada tahun 1789

Jika Isaac Newton yang menemukan dan merumuskan adanya gaya Gravitasi, maka ilmuwan bernama Henry Cavendish adalah orang yang berhasil menghitung besaran gaya tersebut. Pada masa itu, belum ada teknologi canggih untuk mengukur gravitasi Bumi secara langsung.

Oleh karena itu, Cavendish menggunakan cara yang sangat pintar, yakni menghitung percepatan gravitasi di berbagai lokasi dengan alat sederhana seperti keseimbangan torsi (alat timbang yang sangat sensitif) atau melalui osilasi pendulum (ayunan). Berkat kerja keras Cavendish, kita bisa mengetahui persis berapa nilai percepatan gravitasi Bumi yang kita rasakan.

5 Contoh soal Percepatan dan kunci jawabannya

Untuk mengasah kemampuan Si Kecil, yuk simak beberapa contoh soal Percepatan berikut ini.

Contoh soal 1

Reza bersepeda mengelilingi lapangan menempuh jarak 180 meter dan membutuhkan waktu 30 detik. Melihat Yusa menyusulnya, Reza mempercepat laju sepedanya jadi 10 m/s dalam 2 detik. Berapakah percepatan sepeda tersebut?

Pembahasan:

Jarak awal ditempuh (s) = 180 m
Waktu tempuh awal (t0) = 30 s
Kecepatan akhir (v1) = 10 m/s
Selang waktu (∆t) = 2 s
Kecepatan awal (v0) = s/t0
v0 = 180 m/30 s = 6 m/s

Ditanya: Berapakah Percepatan sepeda (a)?

Dijawab:

Percepatan (a) dihitung dengan rumus perubahan kecepatan dibagi selang waktu:

a = ∆v/∆t = (v1 - v0)/t
a = 10 m/s - 6 m/s / 2 s
a = 4 m/s / 2s
a = 2 m/s²

Contoh soal 2

Sebuah mobil awalnya diam di lampu merah. Ketika lampu hijau menyala, mobil bergerak dan setelah 5 detik, kecepatan mobil tersebut mencapai 20 m/s. Berapakah percepatan rata-rata mobil tersebut?

Diketahui:

Kecepatan awal (v0) = 0 m/s
Kecepatan akhir (v1) = 20 m/s
Selang waktu (∆t) = 5 s

Ditanya: Berapakah percepatan mobil (a)?

Dijawab:

Percepatan (a) dihitung dengan rumus perubahan kecepatan dibagi selang waktu:

a = ∆v/∆t = (v1 - v0)/t
a = 20 m/s - 0 m/s / 5 s
a = 20 m/s / 5 s
a = 4 m/s²

Contoh soal 3

Sebuah bajaj bergerak dengan kecepatan awal 20 m/s. Bajaj tersebut kemudian mengerem dan 10 detik kemudian kecepatannya berkurang menjadi 5 m/s. Berapakah percepatan bajaj tersebut?

Diketahui:

Kecepatan awal (v0) = 20 m/s
Kecepatan akhir (v1) = 5 m/s
Selang waktu (∆t) = 10 s

Ditanya: Berapakah percepatan bajaj (a)?

Dijawab:

Percepatan (a) dihitung dengan rumus perubahan kecepatan dibagi selang waktu:

a = ∆v/∆t = (v1 - v0)/t
a = 5 m/s - 20 m/s / 10 s
a = -15 m/s / 10 s
a = -1,5 m/s²

Nilai negatif menunjukkan perlambatan.

Contoh soal 4

Sebuah pesawat terbang bergerak dengan kecepatan 80 m/s saat menyentuh landasan pacu. Setelah menyentuh landasan, pilot mengaktifkan pengereman dan dalam waktu 4 detik, kecepatan pesawat berkurang menjadi 50 m/s. Tentukan percepatan rata-rata pesawat tersebut!

Diketahui:

Kecepatan awal (v0) = 80 m/s
Kecepatan akhir (v1) = 50 m/s
Selang waktu (∆t) = 4 s

Ditanya: Berapa percepatan rata-rata pesawat? (a →)

Dijawab:

Percepatan rata-rata dihitung dengan rumus perubahan kecepatan dibagi selang waktu:

a → = ∆v/∆t = (v1 - v0)/∆t
a → = 50 m/s - 80 m/s / 4s
a → = -30 m/s / 4s
a → = -7,5 m/s

Nilai negatif menunjukkan perlambatan.

Contoh soal 5

Sebuah bola bergerak lurus. Kecepatan bola pada waktu t = 1 s adalah 5 m/s, dan pada waktu t = 5 s kecepatannya menjadi 17 m/s. Tentukan percepatan rata-rata bola tersebut pada selang waktu t = 1 s dan t = 5!

Diketahui: