Rumus kecepatan, jarak dan waktu dalam fisika, beserta pengertian serta contoh soalnya

Brilio.net - Kecepatan adalah satuan yang memiliki arah dan nilai. Ketika suatu benda berpindah dari satu tempat ke tempat lain, kamu dapat mengukur waktu tempuh, kecepatan hingga akselerasinya. Dengan begitu, kecepatan, jarak dan waktu selalu memiliki keterkaitan.

Ketiganya saling terkait dan memiliki rumusannya tersendiri. Pasalnya untuk mengetahui besaran perpindahan suatu objek maka perhitungannya memerlukan rumus kecepatan jarak dan waktu ini. Dengan mengetahui rumus kecepatan ini kamu dapat menemukan besaran jarak tempuh suatu benda dalam satuan waktu tertentu.

Supaya lebih paham tentang kecepatan, jarak dan waktu dalam fisika ini, berikut brilio.net berikan penjelasan lengkap tentang rumus kecepatan jarak dan waktu dalam fisika, beserta pengertian serta contoh soalnya, Selasa (19/9).

Pengertian & rumus kecepatan jarak dan waktu dalam fisika.

foto: freepik.com

Sebelum mengetahui rumus tentang kecepatan, jarak dan waktu dalam fisika, perlu memahami tentang pengertian kecepatan, jarak dan waktu. Secara sederhana, kecepatan (v) adalah besaran yang menggambarkan perubahan kedudukan suatu benda dalam satuan waktu. Satuan kecepatan adalah meter per sekon (m/s) atau kilometer per jam (km/jam).

Sementara jarak (s) adalah panjang lintasan yang ditempuh oleh benda tanpa memperhatikan arahnya. Jarak termasuk besaran skalar, yang hanya memiliki nilai saja. Satuan jarak adalah meter (m) atau kilometer (km). Sedangkan, waktu (t) adalah selang antara dua peristiwa. Waktu termasuk besaran skalar, yang hanya memiliki nilai saja. Satuan waktu adalah sekon (s) atau jam (jam).

Rumus kecepatan, jarak, dan waktu dapat diturunkan dari definisi kecepatan sebagai berikut:

- Kecepatan = Jarak/Waktu
v = s/t

- Jarak = Kecepatan x Waktu
s = v x t

- Waktu = Jarak/Kecepatan
t = s/v

Rumus-rumus ini berlaku untuk gerak lurus beraturan, yaitu gerak lurus dengan kecepatan konstan. Untuk gerak lurus dengan kecepatan berubah, maka digunakan rumus kecepatan rata-rata, yaitu:

- Kecepatan rata-rata = Jarak total / Waktu total atau
v = s/t

 

Contoh soal rumus kecepatan jarak dan waktu

foto: freepik.com

1. Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan 80 km/jam dari kota A ke kota B. Jika jarak antara kota A dan B adalah 240 km, berapa lama waktu yang dibutuhkan mobil tersebut untuk sampai di kota B?

Penyelesaian:

Diketahui:

- Kecepatan (v) = 80 km/jam
- Jarak (s) = 240 km

Ditanya:

- Waktu (t) = ...?

Rumus:

- t = s / v
- t = 240 / 80
- t = 3 jam

Jadi, mobil tersebut membutuhkan waktu 3 jam untuk sampai di kota B.

2. Seorang pelari mengelilingi sebuah lapangan dengan panjang 400 m sebanyak 5 kali. Jika ia menghabiskan waktu 10 menit untuk menyelesaikan lariannya, berapa kecepatan rata-rata pelari tersebut?

Penyelesaian:

Diketahui:

- Jarak (s) = 400 x 5 = 2000 m
- Waktu (t) = 10 menit = 10 x 60 = 600 detik

Ditanya:

- Kecepatan rata-rata (v) = ...?

Rumus:

- v = s / t
- v = 2000 / 600
- v = 3,33 m/s

Jadi, kecepatan rata-rata pelari tersebut adalah 3,33 m/s.

3. Sebuah kereta api melaju dengan kecepatan konstan sebesar 72 km/jam. Jika kereta api tersebut berangkat dari stasiun A pada pukul 08.00 dan sampai di stasiun B pada pukul 09.30, berapa jarak antara stasiun A dan B?

Penyelesaian:

Diketahui:

- Kecepatan (v) = 72 km/jam
- Waktu (t) = 09.30 - 08.00 = 1,5 jam

Ditanya:

- Jarak (s) = ...?

Rumus:

- s = v x t
- s = 72 x 1,5
- s = 108 km

Jadi, jarak antara stasiun A dan B adalah 108 km.

4. Sebuah pesawat terbang dengan kecepatan rata-rata sebesar 900 km/jam. Jika pesawat tersebut terbang dari Jakarta ke Surabaya yang berjarak sekitar 750 km, berapa lama waktu yang dibutuhkan pesawat tersebut untuk terbang dari Jakarta ke Surabaya?

Penyelesaian:

Diketahui:

- Kecepatan rata-rata (v) = 900 km/jam
- Jarak (s) = 750 km

Ditanya:

- Waktu (t) = ...?

Rumus:

- t = s / v
- t = 750 / 900
- t = 0,83 jam atau sekitar 50 menit

Jadi, pesawat tersebut membutuhkan waktu sekitar 50 menit untuk terbang dari Jakarta ke Surabaya.

5. Sebuah sepeda motor melaju dengan kecepatan awal sebesar 20 m/s. Setelah berjalan selama 10 detik, kecepatannya meningkat menjadi 40 m/s. Berapa percepatan sepeda motor tersebut?

Penyelesaian:

Diketahui:

- Kecepatan awal (v0) = 20 m/s
- Kecepatan akhir (v) = 40 m/s
- Waktu (t) = 10 detik

Ditanya:

- Percepatan (a) = ...?

Rumus:

- a = (v - v0) / t
- a = (40 - 20) / 10
- a = 2 m/s²

Jawaban: Percepatan sepeda motor tersebut adalah 2 m/s².

foto: freepik.com

6. Sebuah pesawat terbang dengan kecepatan 800 km/jam dari Jakarta ke Bali. Jika jarak antara Jakarta dan Bali adalah 1200 km, berapa lama waktu yang dibutuhkan pesawat tersebut untuk terbang dari Jakarta ke Bali?

Penyelesaian:

Diketahui:

- Kecepatan (v) = 800 km/jam
- Jarak (s) = 1200 km

Ditanya:

- Waktu (t) = ...?

Rumus:

- t = s / v
- t = 1200 / 800
- t = 1,5 jam

Jadi, Pesawat tersebut membutuhkan waktu 1,5 jam untuk terbang dari Jakarta ke Bali.

7. Sebuah mobil bergerak dengan percepatan konstan sebesar 2 m/s². Jika mobil tersebut bergerak dari keadaan diam, berapa kecepatan mobil tersebut setelah bergerak selama 10 detik?

Penyelesaian:

Diketahui:

- Percepatan (a) = 2 m/s²
- Kecepatan awal (v0) = 0 m/s (dari keadaan diam)
- Waktu (t) = 10 detik

Ditanya:

- Kecepatan akhir (v) = ...?

Rumus:

- v = v0 + a x t
- v = 0 + 2 x 10
- v = 20 m/s

Jadi, kecepatan mobil tersebut setelah bergerak selama 10 detik adalah 20 m/s.

8. Sebuah kereta api melaju dengan kecepatan awal sebesar 36 km/jam. Setelah berjalan selama 15 menit, kereta api tersebut mengalami perlambatan sebesar 1,2 m/s² hingga berhenti. Berapa jarak yang ditempuh oleh kereta api tersebut sejak mulai berjalan hingga berhenti?

Penyelesaian:

Diketahui:

- Kecepatan awal (v0) = 36 km/jam = 10 m/s
- Waktu (t) = 15 menit = 900 detik
- Percepatan (a) = -1,2 m/s² (perlambatan)

Ditanya:

- Jarak (s) = ...?

Rumus:

- s = v0 x t + (1/2) a x t²
- s = 10 x 900 + (1/2) (-1,2) x 900²
- s = 9000 - 486000
- s = -477000 m atau -477 km

Jadi, jarak yang ditempuh oleh kereta api tersebut sejak mulai berjalan hingga berhenti adalah -477 km. Nilai negatif menunjukkan bahwa kereta api tersebut bergerak ke arah yang berlawanan dengan arah positif.

9. Seorang anak bersepeda dengan kecepatan rata-rata sebesar 15 km/jam dari rumahnya ke sekolah. Jika jarak antara rumah dan sekolah adalah 6 km, berapa menit lebih cepat anak tersebut sampai di sekolah dibandingkan jika ia berjalan kaki dengan kecepatan rata-rata sebesar 5 km/jam?

Penyelesaian:

Diketahui:

- Jarak (s) = 6 km
- Kecepatan rata-rata bersepeda (v1) = 15 km/jam
- Kecepatan rata-rata berjalan kaki (v2) = 5 km/jam

Ditanya:

- Selisih waktu (Δt) = ...?

Rumus:

- t1 = s / v1
- t2 = s / v2
- Δt = t2 - t1

Substitusi:

- t1 = 6 / 15
- t1 = 0,4 jam atau 24 menit
- t2 = 6 / 5
- t2 = 1,2 jam atau 72 menit
- Δt = 72 - 24
- Δt = 48 menit

Jadi, Anak tersebut lebih cepat sampai di sekolah sebanyak 48 menit jika ia bersepeda dibandingkan jika ia berjalan kaki.

10. Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan 72 km/jam dari kota Jogja ke kota Malang. Setelah menempuh jarak 90 km, mobil tersebut mengalami kerusakan dan harus diperbaiki selama 30 menit. Setelah diperbaiki, mobil tersebut melanjutkan perjalanan dengan kecepatan 60 km/jam hingga sampai di kota Malang. Jika jarak antara kota Jogja dan Malang adalah 180 km, berapa lama waktu total yang dibutuhkan mobil tersebut untuk sampai di kota Malang?

Penyelesaian:

Diketahui:

- Jarak total (s) = 180 km
- Jarak pertama (s1) = 90 km
- Kecepatan pertama (v1) = 72 km/jam
- Kecepatan kedua (v2) = 60 km/jam
- Waktu perbaikan (t0) = 30 menit = 0,5 jam

Ditanya:

- Waktu total (t) = ...?

Rumus:

- s = s1 + s2
- t = t1 + t2 + t0
- t1 = s1 / v1
- t2 = s2 / v2

Substitusi:

- s2 = s - s1
- s2 = 180 - 90
- s2 = 90 km
- t1 = 90 / 72
- t1 = 1,25 jam
- t2 = 90 / 60
- t2 = 1,5 jam
- t = 1,25 + 1,5 + 0,5
- t = 3,25 jam

Jadi, Waktu total yang dibutuhkan mobil tersebut untuk sampai di kota Malang adalah 3,25 jam.