Hampir setiap saat kita melihat benda-benda bergerak. Setiap saat kita juga
melakukan gerak. Di jalan raya kita dapat melihat banyak mobil yang sedang
bergerak, di pusat perbelanjaan, kita dapat melihat banyak orang bergerak
melakukan aktivitas masing-masing, di sungai dapat kita lihat gerakan aliran
air. Bahkan bumi tempat kita berpijak selalu dalam keadaan bergerak, yaitu gerak
rotasi dan revolusi.
Pernahkan Anda memperhatikan anak yang sedang bermain ayunan, jarum jam yang
berputar, dan bus yang sedang berjalan? Apakah benda-benda tersebut bergerak?
Jadi, apa yang dimaksud dengan gerak?
Bila Anda melihat sebuah bus yang sedang berjalan, sementara Anda sedang
berada di luar bus, maka bus tersebut dapat kita katakan bergerak. Demikian juga
semua yang berada di dalam bus, baik tempat duduk maupun orangnya dapat kita
katakan bergerak. Hal ini berkebalikan bila kita berada di dalam bus tersebut,
kita akan mengatakan bahwa bus tidak bergerak, sedangkan benda-benda yang ada di
luar bus itu kita katakan bergerak.
Nah, gerak benda-benda di luar bus, seperti
pohon, tiang listrik, dan tiang telepon dinamakan gerak semu. Sedangkan yang
sebenarnya terjadi adalah bus yang kita tumpangi bergerak mendekati atau
menjauhi benda-benda tersebut. Kapan suatu benda dikatakan bergerak? Benda
dikatakan bergerak bila kedudukannya terhadap titik acuan setiap saat selalu
berubah, dan sebaliknya benda dikatakan diam bila kedudukannya terhadap titik
acuan selalu tetap.
Jarak dan Perpindahan
Sebuah benda dikatakan bergerak jika kedudukan benda dalam selang waktu
tertentu berubah terhadap suatu titik acuan yang dianggap diam. Berdasarkan
definisi di atas titik acuan atau koordinat benda dikatakan “diam” terhadap
kedudukan benda tersebut jika koordinatnya selalu tetap meskipun ada perubahan
waktu.
Pengertian diam dan bergerak adalah relatif. Mungkin saja posisi suatu benda
diam terhadap suatu titik acuan, tetapi terhadap titik acuan lain benda itu
dikatakan bergerak. Hal ini disebabkan karena di alam semesta ini tidak ada
gerak dengan kerangka acuan yang mutlak diam. Contohnya seseorang yang
mengendarai sepeda motor. Kalau menggunakan titik acuan motor, maka orang
tersebut dapat dianggap diam terhadap motor, tetapi bila titik acuannya adalah
bumi maka orang itu bergerak terhadap bumi.
Pembahasan mengenai benda yang bergerak berhubungan erat dengan besaran jarak
dan perpindahan. Jarak dan perpindahan merupakan dua besaran yang memiliki
pengertian berbeda. Jarak adalah panjang lintasan yang ditempuh suatu benda yang
bergerak, sedangkan perpindahan adalah perubahan kedudukan atau posisi suatu
benda diukur dari posisi awal ke posisi akhir benda atau dengan kata lain jarak
hanya memperhitungkan panjang lintasan yang ditempuh dengan tanpa memperhatikan
arah, sedangkan perpindahan adalah perubahan posisi atau kedudukan suatu benda
dengan memperhatikan arah. Sehingga dalam fisika perpindahan merupakan besaran
vektor sedangkan jarak merupakan besaran skalar. Jadi kedua besaran tersebut
berbeda. Dalam kehidupan sehari-hari kedua istilah tersebut seringkali
dipertukarkan artinya namun besaran jarak lah yang sering dipergunakan. Sebagai
contoh, Eka berangkat dari Bandung menuju Sumedang maka jarak tempuh Eka adalah
sama dengan jarak Bandung ke Sumedang.
Apabila kita membicarakan perpindahan, kita perlu mengetahui arah perpindahan
tersebut. Misalnya perpindahan dari sebuah titik acuan menuju arah Timur diambil
sebagai harga positif maka perpindahan kearah Barat haruslah berharga negatif.
Jadi perpindahan dapat berharga positif atau negatif bergantung pada titik
acuannya.
Di dalam koordinat kartesian atau koordinat dengan sumbu-x dan sumbu-y,
perpindahan dapat dituliskan dalam arah sumbunya masing-masing. Perpindahan ke
arah sumbu positif mempunyai nilai positif sedangkan perpindahan ke sumbu
negatif mempunyai nilai negatif.
Perpindahan dalam Arah Sumbu-x Positif
|
Perpindahan kearah sumbu-x negatif disepakati bernilai positif |
Perpindahan dalam arah sumbu-x positif, arahnya selalu ke kanan.
Perhatikan Gambar . Donal mula-mula berada di titik P, lalu bergerak lurus ke
kanan dan berhenti di titik Q.
Titik P terletak pada 1 x = -4 dan titik Q terletak pada 2 x = 3. Perpindahan
Donal dari P ke Q sama dengan perpindahan dari P ke O sebesar 4 satuan ditambah
perpindahan dari O ke Q sebesar 3 satuan sehingga perpindahan Donal = 4 satuan +
3 satuan = 7 satuan. Sementara itu, jarak P ke Q sama dengan 7 satuan. Cara umum
yang digunakan untuk menghitung perpindahan adalah dengan mengurangkan kedudukan
akhir dengan kedudukan awal. Untuk contoh diatas perpindahannya sama dengan Δ (x) 2 1 x = x - x = 3 - -4 = 7 satuan.
Perpindahan dalam Arah Sumbu-x Negatif
|
Perpindahan kearah sumbu-x negatif disepakati bernilai negatif |
Perpindahan dalam arah sumbu-x negatif, arahnya selalu ke kiri.
Perhatikan Gambar . Mobil mula-mula berada di R, lalu bergerak ke kiri, dan
berhenti di titik S.
Titik R terletak pada 1 x = 3 dan titik S terletak pada 2 x = -4 .
Perpindahan mobil dari R ke S sama dengan perpindahan dari R ke O sebesar -3
satuan ditambah perpindahan dari O ke Q sebesar -4 satuan sehingga perpindahan mobil = -3 satuan -4 satuan = -7
satuan. Sementara itu, jarak R ke S sama dengan 7 satuan. Cara umum yang
digunakan untuk menghitung perpindahan adalah dengan mengurangkan kedudukan
akhir dengan kedudukan awal. Untuk contoh diatas perpindahannya sama dengan Δ x
= x2 - x1 = (-4) - 3 = -7 satuan.
Hal yang sama berlaku untuk perpindahan pada sumbu-y. Perpindahan dalam arah
sumbu-y positif akan bernilai positif dan perpindahan dalam arah sumbu-y negatif
mempunyai nilai negatif.
Dari uraian tersebut dapat kita ketahui bahwa jarak antara dua buah titik
selalu bernilai positip sedangkan perpindahan dapat berharga positif maupun
negatif.
Bagaimana perpindahan dan jarak untuk sebuah benda yang bergerak pada
sumbu-x dan sumbu-y? Perhatikan Gambar berikut.
|
Perpindahan Erna dari A ke C sejauh 5 m |
Erna berjalan dari A ke B. Kemudian dilanjutkan dari arah B ke C. Apakah
perpindahan Erna dari A ke C sama dengan jarak lintasannya dari arah A ke B,
kemudian dilanjutkan ke C? Jarak yang di tempuh Erna dari adalah dari A ke B =
4m dan dari B ke C = 3 m. Jadi, jarak lintasan dari A ke C adalah 4m + 3m =
7m.
Sedangkan perpindahan dari A ke C adalah resultan vektor AB + BC, yaitu AC
dengan besar.
Jadi perpindahan Erna dari titik awalnya (A) ke titik akhirnya (C), berbeda
dengan jarak lintasan yang ditempuhnya.