Rangka acuan dan Gerakan Relatif
| English | Bahasa Indonesia |
|---|---|
| reference frame/ˈrefrəns freɪm/ | kerangka acuan |
| relative velocity/ˈrelətɪv vəˈlɒsɪti/ | kecepatan relatif |
Seberapa cepat Anda benar-benar berjalan?
- Berjalanlah santai di lorong kereta yang sedang bergerak dengan laju $2\ \text{km/h}$.
- Bagi penumpang di samping Anda, itulah kecepatan Anda.
- Bagi seseorang yang berdiri di luar, Anda bergerak dengan $102\ \text{km/h}$.
- Keduanya benar -- kecepatan bergantung pada siapa yang mengamati.
Kerangka acuan
- Kerangka acuan adalah sudut pandang -- pengamat -- tempat Anda mengukur gerak.
- Kecepatan selalu diukur terhadap suatu kerangka tertentu.
- Ubah kerangjanya dan angkanya berubah, bahkan untuk gerak yang sama.
Pengamat atau sudut pandang terhadap mana Anda mengukur gerakan disebut kerangka ____.
Kerangka referensi adalah pandangan; semua kecepatan dinyatakan relatif terhadap salah satunya.
Kecepatan relatif
- Kecepatan relatif ditemukan dengan menjumlahkan kecepatan sebagai vektor.
- Kecepatan Anda terhadap tanah = kecepatan Anda di dalam kereta + kecepatan kereta.
- Arah sama menambah; berlawanan mengurangkan; miring, gunakan komponen.
Anda berjalan maju pada $1.5\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ di dalam kereta yang bergerak pada $25\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$. Kecepatan Anda relatif terhadap tanah (dalam m/s)?
Arah sama, jadi tambahkan, $1.5 + 25 = 26.5\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$.
Sekarang Anda berjalan mundur pada $1.5\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ di dalam kereta $25\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ yang sama. Kecepatan Anda relatif terhadap tanah (dalam m/s)?
Arah berlawanan dikurangkan, $25 - 1.5 = 23.5\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$.
Aturan penjumlahan
- Kecepatan A relatif terhadap C adalah $\vec{v}_{AC} = \vec{v}_{AB} + \vec{v}_{BC}$.
- Rantai kerangkanya: A-terhadap-B, lalu B-terhadap-C.
- Balik pasangan indeks bawah dan Anda akan membalik tanda: $\vec{v}_{BA} = -\vec{v}_{AB}$.
Kecepatan relatif
Tambahkan kecepatan perahu melintasi sungai dengan kecepatan arus untuk mendapatkan kecepatannya relatif terhadap tepian.
Untuk menggabungkan kecepatan antar kerangka, Anda...
$\vec{v}_{AC} = \vec{v}_{AB} + \vec{v}_{BC}$ -- penjumlahan vektor (yang menjadi penambahan atau pengurangan biasa sepanjang satu garis).
Pilih kerangka yang cerdas
- Beberapa masalah jauh lebih mudah dalam kerangka yang tepat.
- Tabrakan terlihat paling sederhana dalam kerangka pusat massa.
- Masalah menyeberangi sungai paling mudah dipisahkan menjadi "relatif terhadap air" dan "air relatif terhadap darat."
Terdapat satu "kecepatan" tunggal yang "sebenarnya" untuk suatu benda, yang sama bagi setiap pengamat.
Kecepatan selalu relatif terhadap kerangka acuan -- pengamat berbeda mengukur kecepatan berbeda untuk benda yang sama.
Pilih semua pernyataan benar tentang gerak relatif.
Kecepatan bergantung pada kerangka dan kerangka dijumlahkan sebagai vektor; tidak ada kecepatan yang absolut.
Anda berjalan maju dengan $2\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ di dalam kereta yang bergerak dengan $30\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$.
- Relatif terhadap tanah Anda bergerak dengan $2 + 30 = 32\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$.
- Berjalan mundur alih-alih maju maka kecepatannya $30 - 2 = 28\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$.
Tidak ada kecepatan "sebenarnya" yang tunggal -- hanya kecepatan relatif terhadap kerangka pilihan. Bola yang dijatuhkan di dalam bus yang bergerak jatuh lurus ke bawah kepada Anda tetapi mengikuti lintasan melengkung kepada orang di luar. Selalu nyatakan (atau asumsikan) kerangka sebelum menyebutkan kecepatan.
Sebuah kerangka acuan adalah pengamat yang Anda ukur terhadapnya; kecepatan selalu relatif terhadap salah satu kerangka tersebut. Gabungkan kerangka dengan penjumlahan vektor: $\vec{v}_{AC} = \vec{v}_{AB} + \vec{v}_{BC}$ (kecepatan relatif). Tidak ada kecepatan mutlak -- memilih kerangka yang cerdas dapat membuat masalah sulit menjadi mudah.