Membaca grafik gerak

Pada grafik posisi terhadap waktu, garis mendatar berarti diam dan garis yang lebih curam berarti bergerak lebih cepat.

Grafik posisi terhadap waktu: gradien menyatakan kecepatan

Grafik merangkum seluruh perjalanan dalam satu gambar. Pada grafik posisi terhadap waktu, waktu berada pada sumbu mendatar dan posisi pada sumbu tegak. Pejalan kaki yang bergerak tetap 2 m/s menghasilkan garis lurus yang naik 2 m setiap detik. Kecuraman garis, atau gradiennya, menyatakan kecepatan: gradien = perubahan tegak ÷ perubahan mendatar = Δx ÷ Δt. Garis yang lebih curam berarti pejalan kaki lebih cepat. Garis mendatar berarti posisi tidak berubah, jadi pejalan kaki diam. Garis yang menurun berarti posisi semakin kecil, jadi pejalan kaki kembali menuju titik acuan dengan kecepatan negatif.

Jika garis pada grafik posisi terhadap waktu melengkung, kecepatannya berubah. Kurva yang semakin curam menunjukkan pertambahan kelajuan. Bola yang dijatuhkan dari jendela menghasilkan kurva seperti ini, berupa separuh parabola, karena jaraknya bertambah sebanding dengan kuadrat waktu. Untuk mencari kecepatan sesaat pada kurva, gambar garis lurus yang menyinggung kurva di titik itu, lalu ukur gradiennya.

Grafik kecepatan terhadap waktu: gradien adalah percepatan, luas adalah perpindahan

Pada grafik kecepatan terhadap waktu, kecepatan berada pada sumbu tegak. Gradiennya menyatakan percepatan: garis yang naik 3 m/s setiap detik berarti a = 3 m/s². Garis mendatar berarti kecepatan tetap dan percepatan nol. Garis yang menurun berarti benda melambat jika kecepatannya positif.

Ada hal lain yang dapat dibaca dari grafik kecepatan terhadap waktu: luas antara garis dan sumbu waktu sama dengan perpindahan. Untuk kecepatan tetap, cukup lakukan perkalian biasa karena daerahnya berbentuk persegi panjang: 10 m/s selama 5 s menghasilkan luas 10 × 5 = 50 m. Untuk percepatan tetap dari keadaan diam, daerahnya berbentuk segitiga: ½ × alas × tinggi = ½ × t × (a t) = ½ a t², sama dengan rumus pada pelajaran sebelumnya. Persamaan itu langsung terlihat dari grafiknya.

Contoh perhitungan perjalanan

Bus berangkat dari halte dan menambah kelajuan secara teratur hingga 12 m/s dalam 6 s. Bus melaju tetap 12 m/s selama 20 s, lalu mengerem secara teratur hingga diam dalam 4 s. Pada grafik kecepatan terhadap waktu, bentuknya trapesium. Ketiga luasnya adalah ½ × 6 × 12 = 36 m, 20 × 12 = 240 m, dan ½ × 4 × 12 = 24 m. Jadi, bus menempuh 300 m di antara dua halte. Kelajuan rata-ratanya 300 ÷ 30 = 10 m/s, sedikit lebih rendah daripada kelajuan tetapnya karena ada tahap berangkat dan berhenti.

Saat membaca grafik gerak, periksa dahulu label kedua sumbunya. Bentuk yang sama memiliki arti sangat berbeda pada grafik posisi dan grafik kecepatan: garis mendatar berarti "diam" pada yang satu dan "bergerak dengan kelajuan tetap" pada yang lain.

Grafik juga memudahkan perbandingan dua benda bergerak. Gambarkan pejalan kaki dengan kelajuan 1.5 m/s dan pesepeda dengan kelajuan 5 m/s pada sumbu posisi terhadap waktu yang sama, keduanya berangkat dari titik yang sama. Garis pesepeda lebih curam, dan jarak tegak antara kedua garis pada waktu tertentu menunjukkan jarak antara mereka. Jika pejalan kaki berangkat lebih dahulu, garisnya bermula lebih tinggi pada sumbu posisi. Saat kedua garis berpotongan adalah saat pesepeda menyusulnya.