Dalam kehidupan sehari-hari, kita sering kali berhubungan dengan konsep jarak atau displacement. Baik itu saat kita melakukan perjalanan, mengukur panjang suatu ruangan, atau bahkan dalam pemahaman tentang ruang dan waktu dalam fisika.
Displacement adalah salah satu konsep yang penting dan memiliki peranan signifikan dalam berbagai konteks. Artikel ini akan menjelaskan pengertiannya, rumus yang terkait, satuan-satuan yang digunakan, alat ukur yang biasa digunakan, serta memberikan beberapa contoh yang relevan. Yuk, simak!
Daftar ISI
Penjelasan dan Konsep
Jarak secara umum dapat diartikan sebagai ruang atau tempat antara dua titik atau objek. Namun, dalam konteks yang lebih spesifik, pengertiannya dapat memiliki variasi tergantung pada bidang atau disiplin ilmu yang digunakan. Maka, simak penjelasan di bawah ini untuk menemukan berbagai pengertiannya!
1. Pengertian Secara Fisik
Dalam fisika, displacement seringkali mengacu pada perbedaan posisi antara dua titik dalam ruang atau juga panjang lintasan. Terdapat beberapa metode pengukuran displacement secara fisik, misalnya:
a. Manhattan
Juga dikenal sebagai jarak kota, mengacu pada perbedaan posisi antara dua titik dalam sistem koordinat persegi (grid) dengan hanya menggunakan pergerakan horizontal dan vertikal.
Misalnya, ketika kita bergerak di kota dengan jalan yang membentuk grid, kita akan mengukur perbedaan posisi antara dua titik dengan jumlah langkah horizontal dan vertikal yang diperlukan untuk mencapai tujuan.
b. Papan Catur
Sedangkan metode ini adalah metode pengukuran yang mengacu pada jumlah langkah yang diperlukan oleh bidak catur untuk bergerak dari satu kotak ke kotak lainnya di atas papan catur. Konsep yang digunakan meliputi langkah diagonal dan langkah lurus.
2. Pengertian Secara Teoritis
Selain secara fisik, dalam konteks teoritis, maknanya lebih abstrak. Pengertian ini digunakan dalam berbagai bidang, seperti matematika, komputer, ilmu data, dan teori informasi, dengan aplikasi dan relevansi yang berbeda sesuai dengan konteks dan disiplin ilmu yang digunakan.
Dalam matematika, konsep ini dapat digunakan untuk menggambarkan perbedaan atau kesamaan antara dua objek atau konsep. Berikut adalah contoh-contohnya:
a. Euclidean
Euclidean mengacu pada jarak antara dua titik dalam ruang multidimensi. Diperlukan rumus pythagoras untuk menghitung displacement antara titik-titik tersebut, dengan memperhatikan perbedaan koordinat dalam setiap dimensi.
2. Minkowski
Konsep ini digunakan dalam fisika relativistik dan teori relativitas untuk mengukur perbedaan posisi dua titik dalam ruang-waktu empat dimensi, yaitu tiga dimensi ruang dan satu dimensi waktu.
3. Hamming
Sedangkan konsep ini digunakan dalam teori informasi dan komputasi untuk mengukur perbedaan posisi antara dua rangkaian bit dengan menghitung jumlah posisi yang berbeda pada rangkaian tersebut.
Jarak (Displacement) vs Perpindahan (Distance)
Meskipun kedua istilah ini sering kali digunakan secara bergantian, tetapi keduanya perlu untuk dibedakan.
Displacement mengacu pada panjang lintasan yang ditempuh antara dua titik. Maka, di sini, yang dihitung adalah total panjang atau ruang yang dilalui oleh objek dari titik awal ke titik akhir, tanpa memperhatikan arah atau jalur yang dilalui.
Selain itu, perhitungannya dapat dengan menggunakan rumus kecepatan dikalikan dengan waktu. Misalnya, jika sebuah mobil bergerak dengan kecepatan 60 km/jam selama 2 jam, maka panjang lintasan yang ditempuh mobil tersebut adalah 120 kilometer.
Sementara itu, perpindahan menggambarkan perbedaan antara posisi awal dan posisi akhir suatu objek. Perpindahan adalah vektor yang berarti memiliki arah dan besar. Maka, perpindahan mengindikasikan perpindahan neto dari suatu objek dari posisi awal ke posisi akhir.
Dalam konteks fisika, perpindahan dapat dihitung dengan menggunakan rumus perbedaan posisi antara dua titik. Misalnya, jika sebuah mobil bergerak dari posisi awal (x₁, y₁) ke posisi akhir (x₂, y₂), maka perpindahan mobil tersebut adalah vektor (x₂ – x₁, y₂ – y₁).
Jika ditarik kesimpulan ringkasnya, maka perpindahan merupakan vektor, yang memiliki arah dan besar, sedangkan jarak hanya menggambarkan besaran panjang.
Rumus Jarak dalam Fisika
Dalam fisika, rumus displacement atau panjang lintasan dapat bervariasi, tergantung pada situasi dan konteks yang diberikan, seperti berikut:
1. Rumus Dasar pada Gerak Lurus Beraturan (GLB)
Namun, secara umum, rumus displacement dapat dinyatakan dengan rumus dasar berikut:
Jarak (s) = Kecepatan (v) × Waktu (t)
Rumus ini mengasumsikan bahwa kecepatan objek adalah konstan, selama periode waktu yang diberikan.
Kemudian, dari rumus dasar di atas, dapat diturunkan menjadi beberapa rumus menghitung panjang lintasan berdasarkan variabel-variabel yang terlibat dalam pergerakan suatu objek. Penjelasannya dapat kamu lihat dari poin selanjutnya.
2. Rumus pada Pergerakan Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
Sementara dalam pergerakan lurus berubah beraturan, objek bergerak dengan percepatan konstan. Rumus pada GLBB adalah:
s = Kecepatan Awal (v₀) × Waktu (t) + 1/2 × Percepatan (a) × Waktu (t)²
3. Rumus pada Gerak Parabola
Lalu, pada gerak parabola, objek dilempar ke udara dengan sudut tertentu. Rumusnya adalah:
s = Kecepatan Awal (v₀) × Waktu (t) × cos(θ)
4. Rumus pada Gerak Vertikal (Jatuh Bebas)
Dalam gerak vertikal atau jatuh bebas, objek jatuh ke bawah akibat pengaruh gravitasi. Rumusnya adalah:
s = 1/2 × Percepatan Gravitasi (g) × Waktu (t)²
Satuan Jarak
Panjang atau displacement memiliki berbagai satuan yang digunakan, tergantung pada skala pengukuran yang digunakan. Penting untuk mengenal dan menggunakan satuan yang sesuai dengan konteks pengukuran, agar hasil pengukuran dapat dipahami dan digunakan dengan benar dalam analisis atau aplikasi yang bersangkutan, seperti berikut:
1. Satuan Tidak Baku
Beberapa contoh satuan tidak baku jarak termasuk gantang, depa, mil laut, atau kaki kuda. Namun, penggunaan satuan tidak baku dapat menyebabkan kebingungan dan ketidak konsistenan dalam komunikasi, terutama di tingkat internasional.
2. Satuan Baku
Di samping itu, dua sistem pengukuran yang umum menggunakan satuan baku displacement adalah:
a. Satuan dalam SI
Meter adalah satuan internasional SI dalam sistem metrik untuk mengukur panjang. Satuan ini didefinisikan sebagai panjang yang ditempuh oleh cahaya dalam ruang hampa, dalam interval waktu 1/299.792.458 detik. Meter sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari dan dalam konteks ilmiah.
Sementara itu, terdapat satuan lain dalam sistem metrik, yaitu kilometer, centimeter, dan lainnya. Lihat bagan di bawah ini untuk mengkonversi satuan meter ke satuan-satuan yang lain:
b. Satuan dalam US Customary System
Selain satuan-satuan tersebut, terdapat juga satuan lainnya, seperti mil, yard, foot, dan inch yang digunakan dalam sistem imperial atau US customary system.
Berbagai Alat Ukur yang Dapat Digunakan
Ketika mengukur jarak, terdapat berbagai macam alat yang digunakan untuk mendapatkan hasil yang akurat dan konsisten. Beberapa alat ukur yang umum digunakan adalah sebagai berikut:
1. Penggaris atau Mistar
Alat ukur ini memiliki skala yang jelas dan terukur dalam satuan panjang, seperti meter atau fraksi dari meter. Penggaris atau mistar dapat digunakan untuk mengukur secara langsung dengan meletakkan salah satu ujungnya pada titik awal dan memindahkan ujung lainnya ke titik akhir.
2. Rol Meter atau Meteran
Penggunaannya yaitu untuk mengukur jarak yang lebih panjang daripada penggaris atau mistar. Cara mengukurnya adalah dengan mengeluarkan pita pengukur dari rol dan menempatkannya dari titik awal ke titik akhir.
3. Jangka Sorong
Jika mencari alat ukur presisi untuk mengukur ketebalan, diameter, dan panjang objek dengan tingkat ketelitian yang tinggi, maka dapat menggunakan jangka sorong atau vernier caliper. Skala pada jangka sorong biasanya terukur dalam satuan sentimeter dan milimeter.
4. Mikrometer Sekrup
Terakhir, terdapat mikrometer sekrup atau micrometer screw gauge untuk mengukur ketebalan atau diameter objek dengan tingkat ketelitian yang sangat tinggi. Sebagai alat ukur presisi, maka alat ini memiliki skala yang terukur dalam satuan meter, sentimeter, milimeter, dan bahkan dalam mikrometer (µm).
Oleh karena itu, alat ini sangat berguna dalam pengukuran yang membutuhkan presisi tinggi, seperti dalam industri manufaktur dan laboratorium.
Berbagai Contoh Fenomenanya
Contoh penerapan jarak dapat ditemui dalam berbagai situasi. Misalnya:
- Dalam kehidupan sehari-hari, kita mengukur panjang antara dua kota yang ingin kita kunjungi dengan menggunakan satuan kilometer atau mil.
- Selain itu, dalam bidang olahraga, digunakan dalam lomba lari, lompat jauh, atau lempar lembing.
- Kemudian, dalam konstruksi, pengukuran ini diperlukan dalam merencanakan dan membangun struktur bangunan.
Contoh Soal
Jika kamu ingin lebih memahami materi dan rumus jarak di atas, di bawah ini kami sediakan contoh soal untuk kamu pelajari lebih lanjut.
Seorang pelari berlari dengan kecepatan 5 m/s selama 20 detik. Berapakah panjang lintasan yang ditempuh oleh pelari tersebut?
Rumus: S = Kecepatan (v) × Waktu (t)
Penghitungan: s = 5 m/s × 20 s = 100 meter
Jadi, panjang lintasan yang ditempuh oleh pelari tersebut adalah 100 meter.
Sudah Paham Materi Mengenai Jarak?
Jarak merupakan konsep yang penting dalam berbagai aspek kehidupan kita. Baik dalam fisika, matematika, maupun dalam aktivitas sehari-hari, pemahaman tentang materi ini dan penerapan rumus-rumus yang berkaitan dengannya sangatlah relevan.
Dengan memahami konsepnya, rumus-rumus yang terkait, serta satuan dan alat ukur yang digunakan, kita dapat mengaplikasikannya dalam situasi nyata dan meningkatkan pemahaman kita tentang ruang dan pergerakan.
