Teori Kerangka Acuan

 

Kerangka acuan Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas

Dua buah kerangka acuan. Kerangka acuan adalah suatu perspektif dari mana suatu  suatu sistem  sistem diamati. Dalam bidang fisika,, suatu kerangka acuan memberikan suatu pusat koordinat relatif terhadap seorang fisika  pengamat yang dapat mengukur gerakan gerakan dan posisi semua titik yang terdapat dalam sistem, termasuk orientasi obyek di dalamnya.

Daftar isi 



acuan  1 Jenis kerangka acuan  o

1.1 Kerangka acuan inersia

o

1.2 Kerangka acuan non-inersia

inersia   2 Ilustrasi kerangka acuan inersia o

o



2.1 Kerangka acuan yang diam  diam  

2.1.1 Kasus 1



2.1.2 Kasus 2



2.1. Kasus 



2.1.! Kasus !



2.1." Kasus "



2.1.# Kasus #

2.2 Kerangka acuan yang bergerak lurus beraturan

 Ilustrasi kerangka acuan non-inersial non-inersial  

 



o

.1 $egas dalam lift

o

.2 %erak melingkar 

! &atatan kaki

Jenis kerangka acuan 'erdapat dua (enis kerangka acuan, yaitu) kerangka acuan inersia dan non-inersia. Jenis yang  pertama adalah (enis kerangka acuan yang telah diisyaratkan oleh prinsip relati*itas  +etonian 1.

Kerangka acuan inersia /uatu kerangka acuan inersia bertranslasi dengan suatu  suatu  kecepatan konstan, kecepatan konstan, yang berarti  bertranslasi dan pusat koordinatnya bergerak kerangka acuan itu tidak  berotasi 0hanya  berotasi 0hanya bertranslasi dengan kecepatan konstan di sepan(ang sebuah garis lurus 0dengan kecepatan tetap, tanpa . Dalam kerangka acuan inersia, berlaku  berlaku hukum pertama adanya komponen percepatan komponen percepatan.  +eton 0inersia  +eton  0inersia dan (uga hukum gerak +eton. +eton. eberapa cara untuk mendeskripsikan secara singkat suatu 2 kerangka acuan inersial. /uatu kerangka acuan inersial adalah suatu kerangka acuan yang 3 

 bergerak dengan kecepatan konstan.



tidak bergerak dipercepat.



dimana hukum inersia berlaku.



dimana hukum gerak +eton berlaku.



dimana tidak terdapat gaya-gaya fiktif.

Kerangka acuan non-inersia /uatu kerangka acuan non-inersia, sebagai s ebagai contoh mobil yang bergerak melingkar, atau komidi putar yang sedang berputar, berakselerasi atau4dan berputar. 5ukum pertama +eton tidak berlaku dalam kerangka acuan non-inersial, yang terlihat dengan adanya percepatan  pada obyek tanpa adanya gaya yang menyebabkannya dalam kerangka acuan tersebut. Kecepatan konstan sa(a tidak cukup untuk membuat suatu kerangka acuan men(adi kerangka acuan inersia, ia (uga harus bergerak dalam garis lurus. %erak berputar atau melengkung akan menyebabkan kerangka acuan tidak lagi men(adi inersia dikarenakan munculnya percepatan munculnya  percepatan sentripetal.. sentripetal eberapa cara singkat untuk mendeskripsikan kerangka acuan non-inersia, yaitu, suatu kerangka acuan non-inersia adalah suatu kerangka acuan yang3 )

 



kecepatannya berubah 0berubah dipercepat, diperlambat atau bergerak dalam lintasan tidak lurus, --berbelok-belok--.



dipercepat.



dimana hukum inersia tidak lagi berlaku.



dimana muncul gaya-gaya fiktif agar hukum gerak +eton tetap berlaku.

Ilustrasi kerangka acuan inersia /ecara umum apabila suatu kerangka acuan inersia telah dipilih, maka diharapkan baha  pengamatan yang dilakukan langsung pada obyek pengamatan itu atau hanya dari kerangk kerangkaa acuan relatif yang dipilih akan memberikan hasil pengamatan yang sama. Jika tidak, berarti ada yang salah dalam proses pemilihan kerangka atau dikatakan baha kerangka acuan tidak inersial.

Kerangka acuan yang diam /ebagai ilustrasi di baah ini diambil kasus sebuah benda di(atuhkan tanpa kecepatan aal !

bebas dari atas sebuah gedung . Dimisalkan terdapat kemungkinan tiga pilihan 0gerak (atuh bebas titik 0di atas gedung, di tengah dan di baah dan dua arah 0ke atas dan ke baah untuk menentukan kerangka acuan inersial. Di sini diambil kasus khusus, yaitu antara koordinat semesta dan koordinat pengamat tidak saling bergerak satu sama lain 0kecepatan konstan 6 7. &atatan) 

) posisi aal.



) posisi akhir. akhir.



) percepatan.



) posisi pengamat di atas, dihitung dari lantai gedung. ) posisi pengamat di tengah, dihitung dari lantai gedung.



) aktu akhir, aktu yang diperlukan benda untuk sampai ke lantai gedung.





) (arak akhir, (arak yang diperlukan diper lukan benda untuk sampai ke lantai gedung dihitung dari posisi mula-mula ia dilepaskan.

Kasus 1 Gambar

Posisi pengamat

Arah  y+

Persamaan gerak 

Jarak/aktu tempuh

 

di atas

ke atas

Kasus !

Gambar

Posisi pengamat

di atas

Arah  y+

Jarak/aktu Persamaan gerak  tempuh

ke baah

Kasus " Gambar

Posisi pengamat

di tengah

Arah  y+

Persamaan gerak 

Jarak/aktu tempuh

Persamaan gerak 

Jarak/aktu tempuh

ke atas

Kasus # Gambar

Posisi pengamat

di tengah

Arah  y+

ke baah

Kasus $

Gambar

Posisi pengamat

di baah

Arah  y+

Jarak/aktu Persamaan gerak  tempuh

ke atas

Kasus % Gambar

Posisi pengamat

di baah

Arah  y+

ke baah

Persamaan gerak 

Jarak/aktu tempuh

 

 +ilai

dicari dengan menggunakan

dan

Dalam contoh ini 0kasus 1 - # telah dibuktikan baha nilai dan bernilai sama, tidak tergantung di mana pengamatan dilakukan dan arah  y mana yang positif. Dan memang seharusnya demikian. &oba bayangkan apabila hukum-hukum yang sama tidak berlaku pada kerangka inersia, bagaimana orang dapat mengamati pergerakan aan, peredaran planet dan sebagainya dari bumi. Kita harus berada di sana untuk mengamatinya karena hasil yang didapat akan berbeda dengan pengamatan yang dilakukan dari bumi. 8ntunglah terdapat konsep ini sehingga pengamatan dapat dilakukan di tempat lain dan akan tetap memperoleh hasil yang sama.

Kerangka acuan yang bergerak lurus beraturan

Ilustrasi dalam contoh ini adalah seorang pengamat sedang berada di atas sebuah bus  bergerak lurus beraturan beraturan 0  0 yang bergerak yang  terhadap pengamat lain yang diam di suatu -kan 0dari di atasposisi bis. Kedua pengamat sampai harus mengukur tempat. /ebuah obyek di-  (atuhbebas-kan (atuhbebas  (arak tempuh dan aktu tempuh yang sama aal di(atuhkan mencapai atap bis karena kedua pengamat dilihat dari yang lainnya berada pada kerangka acuan inersial.

Ilustrasi kerangka acuan non-inersial &ontoh sederhana kerangka acuan non-inersial adalah apabila suatu kerangka acuan bergerak acuan  bergerak lurus dipercepat atau dipercepat atau bergerak  bergerak melingkar  0rotasi.  0rotasi.

Pegas dalam lift

 

/uatu contoh sederhana kerangka acuan non-inersia adalah kerangka acuan yang diletakkan dalam suatu lift dipercepat 0baik ke atas maupun ke baah  baah  ". /uatu benda dan pegas diletakkan di dalam lift untuk membuktikan hal tersebut. $engamat adalah pengamat dalam lift yang tidak bergerak terhadap obyek berupa suatu massa dan  pegas, sedangkan pengamat adalah pengamat yang diam terhadap tanah. ila ila lift lift me meru rupa paka kan n sua suatu tu kera kerang ngka ka acua acuan n ine iners rsia iall 0 seperti pan(ang pegas mula-mula.

m mak akaa pan pan(a (ang ng pe pega gass ada adala lah h sam samaa

9kan tetapi bila lift dipercepat maka pan(ang pegas akan berubah. $engamat akan menyaksikan suatu gaya fiktif beker(a pada pegas yang menyebabkan pan(angnya berubah,  padahal tidak ada gaya yang dikenakan padanya. padanya. :ain halnya dengan pengamat yang dengan (elas melihat mengapa pegas dapat berubah pan(angnya. 5al ini dikarenakan lift yang  bergerak dipercepat memberikan gaya normal kepada pegas sehingga sehingga pan(angnya berubah.

Gerak melingkar

 merupakan contoh sederhana lain dari suatu tempat di mana peletakan suatu %erak melingkar  merupakan kerangka acuan padanya akan menyebabkan kerangka acuan men(adi non-inersia #, alapun gerak melingkar yang dimaksud memiliki kecepatan putar tetap 0gerak melingkar beraturan. Kecepatan putaran tetap adalah kecepatan linier yang diubah selalu arahnya setiap saat 0dipercepat dengan teratur, (adi pada dasarnya adalah suatu gerak berubah beraturan.

 

Dalam gerak melingkar baik yang *ertikal, horisontal maupun di antaranya, terdapat  perbedaan pengamatan antara pengamat yang diam di atas tanah dengan pengamat yang  bergerak bersama obyek yang diamati , $engamat dengan (elas melihat adanya gaya tarik menu(u pusat yang selalu mengubah arah gerak obyek sehingga bergerak melingkar 0tanpa adanya gaya ini obyek akan terlempar keluar, hukum inersia +eton, akan tetapi tidak menyadari hal ini. tidak mengerti mengapa ia tidak (atuh 0meluncur padahal ia  yang seakan-akan membuat sudut dengan arah *ertikal. Dalam kasus ini timbul gaya fiktif  yang menahan pengamat

sehingga tidak (atuh.

htp://id.wikipedia.org/wiki/Kerangka_acuan.