Cara Menghitung Kecepatan Rata Rata

Hal yang Anda perlukan untuk menghitung kecepatan rata-rata adalah jumlah perpindahan total. atau perubahan posisi, dan total waktu. Ingatlah bahwa kecepatan juga menghitung arah dan laju benda, jadi sertakan arah dalam jawaban Anda, seperti "utara," "depan," atau "kiri." Jika soal perhitungan kecepatan juga melibatkan percepatan tetap, Anda bisa belajar cara cepat untuk menemukan jawabannya lebih mudah lagi.

Metode 1

Metode 1 dari 2:

Menghitung Kecepatan Rata-Rata dari Perpindahan dan Waktu

Unduh PDF

1
Ingatlah bahwa kecepatan meliputi laju dan arah benda. Kecepatan menggambarkan laju perubahan posisi suatu benda. Hal ini tidak hanya berkaitan dengan seberapa cepat benda itu bergerak, tetapi juga berkaitan dengan aragnya. "100 meter per detik arah selatan" adalah nilai kecepatan yang berbeda dengan "100 meter per detik arah timur."
- Besaran yang memiliki arah disebut sebagai besaran vektor'.^{[1]XTeliti sumber} Besaran ini bisa dibedakan dengan besaran tanpa arah yang disebut dengan besaran skalar dengan menuliskan anak panah di atas variabelnya. Sebagai contoh,notasi v mewakili laju, sementara notasi v^→ mewakili kecepatan atau laju + arah. ^{[2]XTeliti sumber} Notasi v yang digunakan dalam artikel ini mewakili kecepatan.
- Dalam soal ilmiah, Anda harus menggunakan satuan meter atau satuan metrik lainnya untuk menyatakan jarak, sedangkan untuk keperluan sehari-hari Anda bisa menggunakan satuan apapun yang Anda sukai.
2
Cari nilai perpindahan total. Perpindahan adalah perubahan posisi benda, atau jarak dan arah di antara titik awal dan akhirnya. Arah benda bergerak sebelum mencapai posisi akhirnya bisa diabaikan, karena hanya jarak antara titik awal dan titik akhirlah yang diperhitungkan. Untuk contoh pertama, kita akan mengunakan benda yang bergerak dengan laju tetap dalam satu arah:
- Katakanlah ada sebuah roket yang bergerak ke utara selama 5 menit dengan laju tetap 120 meter per menit. Untuk menghitung posisi akhirnya, gunakan rumus s = vt, atau gunakan pemikiran praktis untuk menghitung jarak tempuh roket setelahnya yaitu (5 menit)(120 meter/menit) = 600 meter arah utara dari titik awalnya.
- Untuk soal yang melibatkan adanya percepatan tetap, Anda bisa menyelesaikannya dengan s = vt + ½at², atau gunakan cara singkat yang dijelaskan dalam bagian lain untuk mencari jawabannya.
3
Cari total waktu yang dihabiskan. Dalam contoh kami, roket bergerak maju selama 5 menit. Anda bisa menyatakan kecepatan rata-rata dalam satuan waktu apapun, tetapi detik adalah satuan standar ilmiah internasional. Kita akan mengubah satuan detik dalam contoh ini: (5 menit) x (60 detik/menit) = 300 detik.
- Bahkan dalam soal ilmiah, jika soalnya menggunakan satuan jam atau satuan waktu yang lebih besar lagi, akan lebih mudah untuk menghitung kecepatan terlebih dahulu, baru kemudian mengubah jawaban akhirnya ke dalam satuan meter/detik.
4
Hitung kecepatan rata-rata sebagai perpindahan dalam waktu tertentu. Jika Anda tahu seberapa jauh benda bergerak, dan seberapa lama waktu yang dibutuhkannya untuk mencapai tempat tersebut, Anda akan tahu seberapa cepat pergerakannya. Jadi untuk contoh yang kita gunakan, kecepatan rata-rata roket adalah (600 meter arah utara) / (300 detik) = 2 meter/detik arah utara.
- Ingatlah untuk menyertakan arah (seperti "depan" atau "utara").
- Dalam rumus v_av = Δs/Δt. Simbol delta Δ berarti "perubahan," jadi Δs/Δt berarti "perubahan posisi dalam rentang waktu tertentu."
- Kecepatan rata-rata dapat dituliskan sebagai v_av, atau sebagai v dengan garis horizontal di atasnya.
5
Menyelesaikan soal yang lebih rumit. Jika suatu benda berubah arah atau lajunya, jangan bingung. Kecepatan rata-rata masih "hanya" dihitung dari perpindahan total dan total waktu. Apa yang terjadi di antara titik awal dan akhir bisa Anda abaikan. Berikut ini adalah beberapa contoh perjalanan suatu benda dengan perpindahan dan waktu total yang sama, dan dengan demikian, kecepatan rata-rata yang sama:
- Anna berjalan ke barat dengan kecepatan 1 meter/detik selama 2 detik, kemudian tiba-tiba mempercepatnya menjadi 3 meter/detik dan terus berjalan ke barat selama 2 detik. Perpindahan totalnya adalah (1 meter/detik arah barat)(2 detik) + (3 meter/detik arah barat)(2 detik) = 8 meter arah barat. Total waktunya adalah 2 detik + 2 detik = 4 detik. Maka kecepatan rata-ratanya adalah 8 meter arah barat/ 4 detik = 2 meter/detik arah barat.
- Bart berjalan ke arah barat dengan kecepatan 5 meter/detik selama 3 detik, kemudian berbalik arah dan berjalan ke arah timur dengan kecepatan 7 meter/detik delama 1 detik. Kita bisa menganggap gerakan ke arah timur sebagai "gerak negatif dari arah barat" jadi perpindahan totalnya adalah = (5 meter/detik arah barat)(3 detik) + (-7 meter/detik arah barat)(1 detik) = 8 meter. Total waktu = 4 detik. Kecepatan rata-rata = 8 meter arah barat / 4 detik = 2 meter/detik arah barat.
- Charlotte berjalan ke utara 1 meter dan kemudian berjalan ke barat 8 meter, kemudian ke selatan 1 meter. Waktu yang dibutuhkannya untuk menempuh seluruh perjalanannya adalah 4 detik. Gambarkan diagram pada selembar kertas, dan Anda akan melihat titik akhirnya pada 8 meter arah barat dari titik awalnya, jadi nilai ini adalah perpindahannya. Total waktu yang dibutuhkannya adalah 4 detik, jadi kecepatan rata-ratanya adalah 8 meter ke barat / 4 detik = 2 meter/detik arah barat.
Iklan

Metode 2

Metode 2 dari 2:

Menghitung Kecepatan Rata-Rata dari Percepatan Tetap

Unduh PDF

1
Perhatikan kecapatan awal dan percepatan tetap. Katakanlah soal kita adalah "Sebuah sepeda bergerak ke kanan dengan kecepatan 5 meter/detik, dalam percepatan tetap 2 meter/detik². Jika sepeda ini bergerak selama 5 detik, berapakah kecepatan rata-ratanya?"
- Jika satuan "meter/detik²" membuat Anda bingung, tuliskanlah sebagai "meter/detik/detik" atau "meter per detik per detik."^{[3]XTeliti sumber} Percepatan 2 meter/detik/detik berarti kecepatan meningkat 2 meter per detik setiap detiknya.
2
Gunakan percepatan untuk mencari kecepatan akhir. Percepatan, ditandai dengan notasi a, adalah laju perubahan kecepatan (atau laju). Kecepatan meningkat pada laju peningkatan yang tetap. Anda bisa menggambar tabel menggunakan percepatan untuk mencari kecepatan pada waktu yang berbeda sepanjang perjalanan sepeda. Kita perlu membuat tabel ini untuk mencari titik akhir soal (pada t = 5 detik), tetapi kita akan membuat tabel yang lebih panjang agar Anda lebih mudah menangkap konsep ini:
- Pada titik awal (waktu t = 0 detik), sepeda bergerak dengan kecepatan 5 meter/detik.
- Setelah 1 detik (t = 1), sepeda bergerak dengan kecepatan 5 meter/detik + at = 5 meter/detik + (2 meter/detik²)(1 detik) = 7 meter/detik.
- Pada t = 2, sepeda bergerak ke kanan dengan kecepatan 5+(2)(2) = 9 meter/detik.
- Pada t = 3, sepeda bergerak ke kanan dengan kecepatan 5+(2)(3) = 11 meter/detik.
- Pada t = 4, sepeda bergerak ke kanan dengan kecepatan 5+(2)(4) = 13 meter/detik.
- Pada t = 5, sepeda bergerak ke kanan dengan kecepatan 5+(2)(5) = 15 meter/detik.
3
Gunakan rumus ini untuk mencari kecepatan rata-rata. Jika dan "hanya" jika percepatannya tetap, kecepatan rata-rata akan sama dengan nilai rata-rata jumlah kecepatan akhir dan kecepatan awal. (v_f + v_i)/2. Untuk contoh soal kita di atas, kecapatan awal sepeda adalah v_i 5 meter/detik. Setelah kita perhitungkan, kecepatan akhirnya adalah v_f 15 meter/detik. Jumlahkan kedua nilai ini, maka kita akan memperoleh (15 meter/detik + 5 meter/detik) / 2 = (20 meter/detik) / 2 = 10 meter/detik arah kanan.
- Ingatlah untuk mencantumkan arah, dalam soal ini "kanan."
- Istilah ini bisa ditulis sebagai v₀ (kecepatan pada waktu 0, atau kecepatan awal) dan v (kecepatan akhir).
Untuk mencari kecepatan rata-rata, kita bisa menggunakan kecepatan pada titik manapun dan mencari rata-rata untuk seluruhnya. (Ini adalah definisi dari rata-rata.) Karena hal ini memerlukan perhitungan kalkulus atau waktu tak berhingga, pahamilah rumus ini dengan lebih intuitif. Daripada mengambil setiap waktu, hitunglah kecepatan rata-rata dari dua titik waktu dan lihat hasilnya. Satu titik waktu di dekat awal perjalanan, di saat sepeda berjalan lambat, dan titik lainnya di dekat titik akhirnya di saat sepeda berjalan dengan cepat.
5
Menguji teori intuitif. Gunakan tabel di atas untuk menentukan kecepatan pada titik waktu yang berbeda. Beberapa pasangan yang memenuhi kriteria kita adalah (t=0, t=5), (t=1, t=4), atau (t=2, t=3). Anda bisa menguji ini rumus ini dengan nilai t selain bilangan bulat juga, jika Anda mau.
- Pasangan titik manapun yang Anda pilih, kecepatan rata-rata pada waktu tersebut akan selalu sama. Sebagai contohnya, ((5+15)/2), ((7+13)/2), atau ((9+11)/2) semuanya sama dengan 10 meter/detik ke kanan.
6
Selesaikan penjelasan intuitif. Jika kita menggunakan cara ini dengan daftar setiap waktu yang ditempuh, kita akan terus menghitung rata-rata dari paruh pertama perjalanan dan paruh kedua perjalanan. Waktu yang diperlukan untuk menempuh setiap paruhnya sama, sehingga tidak ada kecepatan yang terlewatkan saat kita selesai menghitung.
- Karena pasangan manapun akan memberikan hasil yang sama, rata-rata kecepatan ini juga akan sama nilainya. Dalam contoh kita, kecepatan dari seluruhnya adalah "10 meter/detik arah kanan" akan tetap 10 meter/detik arah kanan.
- Kita bisa mencari nilai ini dengan menghitung rata-rata pasangan yang mana saja, misalnya kecepatan awal dan akhir. Dalam contoh kita, kecepatan tersebut dicapai pada t=0 dan t=5, dan bisa diperhitungkan menggunakan rumus di atas: (5+15)/2 = 10 meter/detik arah kanan.
7
Pahami rumus ini secara matematis. Jika Anda lebih nyaman dengan bukti yang dituliskan sebagai rumus, Anda bisa memulai dengan rumus untuk menghitung jarak yang ditempuh dengan mengasumsikan percepatan tetap, dan menurunkan rumus dari sana: ^{[4]XTeliti sumber}
- s = v_it + ½at². (Secara teknis Δs dan Δt, atau perubahan posisi dan perubahan waktu, tetapi Anda akan dimengerti juga jika menuliskannya s dan t.)
- Kecepatan rata-rata v_av didefinisikan sebagai s/t, sehingga masukkan rumus dalam bentuk s/t.
- v_av = s/t = v_i + ½at
- Percepatan x waktu sama dengan perubahan kecepatan total, atau v_f - v_i. Jadi kita bisa mengganti "at" di dalam rumus, dan mendapatkan:
- v_av = v_i + ½(v_f - v_i).
- Simplify: v_av = v_i + ½v_f - ½v_i = ½v_i + ½v_f = (v_f + v_i)/2.
Iklan

Tips

Kecepatan berbeda dengan laju karena kecepatan adalah besaran vektor sedangkan laju adalah besaran skalar. Besaran vektor melibatkan arah dan besar, sementara besaran skalar hanya melibatkan besarnya saja.
Jika benda bergerak dalam satu dimensi, seperti kanan-kiri, Anda bisa menggunakan angka positif untuk mewakili suatu arah (seperti kanan) dan angka negatif untuk mewakili arah yang lainnya (kiri). Tuliskan notasi ini di bagian atas halaman Anda sehingga jelas untuk orang yang membaca pekerjaan Anda.