1. Gerak
Dalam fisika benda dikatakan bergerak jika benda tersebut berubah posisi terhadap titik acuan tertentu. Seseorang yang berada dalam mobil yang sedang melaju maka, orang ini dikatakan bergerak jika acuannya adalah tanah, bangunan atau pohon disekeliling mobil tersebut. Orang ini juga dikatakan diam jika acuannya adalah mobil itu sendiri. Jadi orang ini diam terhadap mobil.
2. Jarak dan Perpindahan
Jarak dan perpindahan merupakan besaran fisika yang saling terkait. Keduanya mempunyai dimensi yang sama, namun memiliki makna fisis yang berbeda. Jarak merupakan besaran skalar, sedangkan perpindahan besaran vektor. Sehingga dari sini kita lihat perbedaan yang signifikan. Sebagai ilustrasi perbedaan antara jarak dan perpindahan dari kasus berikut :
Seorang atlit bola volly mengadakan pemanasan sebelum main, dengan lari mengelilingi lapangan. Jika atlit tersebut berangkat dari A dan berakhir di A sedangkan atlit tersebut berlari mengelilingi sebanyak 10 putaran(lihat gambar) , maka keseluruhan panjang lintasan yang ditempuh adalah 10 x keliling lapangan bola volly yaitu:
Panjang Lintasan = 10 x ( 9 + 18 + 9 + 18)
= 10 x 54 m
= 540 meter.
Dalam menjumlah panjang lintasan tidak tergantung dari arah atlit itu berlari. Sehingga panjang lintasan yang ditempuh oleh atlit ini selanjutnya disebut sebagai jarak.
Atlit bergerak atau tidak ? berpindah atau tidak pada kasus diatas jika melihat/beracuan dari kedudukan awal dan akhir ? Jelas pada ilustrasi di atas atlit mula-mula di A dan berakhir di A, sehingga dapat dikatakan bahwa atlit tersebut tidak pindah.
Kesimpulan :
Jarak : panjang lintasan yang ditempuh oleh sebuah benda yang bergerak
Perpindahan : perubahan kedudukan suatu benda ditinjau dari keadaan awal dan keadaan akhir dengan memperhatikan arah gerak benda.
Contoh :
Sebuah mobil bergerak sepanjang lintasan lurus di bawah ini, dari P ke titik R pada jarak 100 m, kemudian melanjutkan perjalanan ke titik Q, dan berhenti dititik tersebut (lihat gambar) :
Tentukan :
a. Jarak total yang ditempuh mobil tersebut
b. Perpindahan mobil dari kedudukan awal
Solusi :
a. Jarak total yang ditempuh mobil = PQ + QR
= 100 m + 20 m
= 120 m
Jarak adalah keseluruhan lintasan baik dari P ke Q, maupun dari Q ke R tanpa memperhitungkan arah gerak benda.
b. Perpindahan mobil = PQ - QR
= 100 m - 20 m
= 80 m
Perpindahan lebih menitikberatkan pada kedudukan awal dan akhir dari suatu gerakan. Dalam hal ini kedudukan awal mobil di P, dan kedudukan akhir di R.
3. Kelajuan dan Kecepatan
Kelajuan dan kecepatan adalah dua hal yang sering digunakan jika kita membicarakan tentang gerak. Dua-duanya mempunyai karakteristik yang berbeda. Kelajuan merupakan besaran skalar, berkaitan dengan jarak dan waktu. Sedangkan kecepatan merupakan besaran vektor, berkaitan dengan perpindahan dan waktu. Kecepatan dapat juga didefinisikan sebagai laju beserta arah gerakannya. Baik kelajuan maupun kecepatan mempunyai dimensi yang sama.
3.1 Kelajuan rata-rata dan kecepatan rata - rata
Secara umum, sebuah benda yang bergerak memiliki kelajuan yang berubah-ubah sesuai dengan lingkungan yang dilewati. Kelajuan saat di jalan lurus dengan kelajuan saat di jalan yang berbelok-belok pastilah berbeda. Kelajuan benda saat dijalan yang licin berbeda dengan kelajuan saat dijalan yang tidak rata. Oleh karena itu jika kita mengukur kelajuan sebuah benda yang bergerak pada interval waktu tertentu, maka yang sesungguhnya kita ukur adalah kelajuaan rata-rata.
Misal sebuah benda yang bergerak lurus. pada waktu t1, berada pada kedudukan di S1 dan pada t2 berada pada kedudukan di S2, Benda tersebut mengalami perpindahan sehingga kecepatan rata-rata benda tersebut dalam selang waktu t2 - t1 adalah :
dimana :
S2 - S1 = perpindahan dari kedudukan 1 ke kedudukan 2 ( m )
t2 - t1 = selang waktu perpindahan (s)
Untuk lebih memahami kosep tentang kelajuan rata- rata dan kecepatan rata-rata dapat dijelaskan pada ilustrasi di bawah ini :
