Kinematika : Gerak Relatif

Dalam bagian ini, kita akan membahas pergerakan relatif antar benda atau sistem.

Apa pentingnya mempelajari pergerakan relatif?

Pergerakan suatu benda atau system pada dasarnya beracu pada suatu acuan atau kerangka acuan. Misalkan, gerakan sabuah mobil di jalan tol adalah 10 m/s, artinya mobil bergerak 10 m/s relatif terhadap jalan tol. Biasanya kita anggap jalan tol itu diam.

Namun sebenarnya kita juga tahu bahwa bumi seisinya bergerak mengitari matahari, jadi tidak bisa kita katakana jalan tol di permukaan bumi itu “diam”, tetapi mereka juga bergerak relatif terhadap matahari, matahari pun bergerak relatif terhadap galaksi, dan seterusnya.

Dari contoh tersebut nampaknya cukup jelas betapa pentingnya pemahaman gerakan relatif ini.

Selanjutnya, kita coba kasus secara ideal.

Misalkan ada dua buah kapal laut. Kapal laut pertama bergerak ke arah utara dengan kelajuan 10 m/s relatif thd pengamat diam, sedangkan kapal kedua bergerak ke arah barat dengan kelajuan 20 m/s.

Seorang kapten kapal di kapal pertama ingin memperkirakan pergerakan realtif kapal kedua terhadap kapal pertama, begitu juga kapten kapal kedua ingin memperkirakan pergerakan relatif kapal pertama terhadap kapal kedua.

Untuk mengetahui bagaimana pergerakan relatif kapal 1 terhadap kapal 2 atau sebaliknya, kita coba lihat bagaimana perumusan kecepatan relatif itu seperti apa.

Kecepatan relatif antara 2 objek bisa dirumuskan sebagai :

1. Kecepatan relatif kapal 1 terhadap kapal 2: $\vec{v_{12}}=\vec{v_{1}}-\vec{v_{2}}$
2. Kecepatan relatif kapal 2 terhadap kapal 1: $\vec{v_{21}}=\vec{v_{2}}-\vec{v_{1}}=-\vec{v_{12}}$

Sehingga pada contoh di atas, kecepatan relatif kapal 1 terhadap kapal 2 adalah 10 m/s ke utara dan 20 m/s ke timur, sedangkan kecepatan relatif kapal 2 terhadap kapal 1 adalah 10 m/s ke selatan dan 20 m/s ke barat.

Dalam bentuk vektor, bisa ditulis

$\vec{v_{12}}=10~\frac{m}{s}~\rm{ke~utara}+20~\frac{m}{s}~\rm{ke timur}$

$\vec{v_{21}}=10~\frac{m}{s}~\rm{ke~selatan}+20~\frac{m}{s}~\rm{ke~barat}$

Perhatikan pada Gambar 1.2 dan Gambar 1.3, untuk tiap kerangka acuan, acuan menjadi “diam”. Pada Gambar 1.2, kapal 2 sebagai kerangka acuan menjadi “diam”, sedangkan pada Gambar 1.3, kapal 1 sebagai kerangka acuan juga menjadi “diam”. “Diam”-nya kerangka acuan ini dikarenakan kecepatan kerangka acuan terhadap dirinya sendiri adalah nol.J