Dalam matematika dan fisika, terdapat banyak jenis gerak dan 3 di antaranya dibahas dalam kategori pemantulan atau pencerminan (refleksi), rotasi, dan translasi. Berikut adalah definisi-definisinya.
1. Refleksi adalah pembalikan sebuah benda melintasi garis tanpa mengubah ukuran atau bentuknya. Garis putus-putus disebut garis pantul, garis cermin, atau sumbu refleksi. Perhatikan bahwa bangun dan bayangan benda berada pada jarak tegak lurus yang sama dari garis cermin.
2. Rotasi adalah perputaran sebuah benda terhadap sebuah titik tetap tanpa mengubah ukuran atau bentuknya. Jika benda itu diputar dengan sudut rotasi 360, ia kembali ke posisi awalnya.
3. Translasi adalah pergeseran sebuah benda ke segala arah tanpa mengubah ukuran, bentuk, atau orientasinya. Dalam contoh ini, segitiga kuning telah ditranslasi menjadi segitiga biru. Segitiga kuning itu telah dipindahkan ke bawah dan ke kiri.
Catatan:
Sebagaimana yang kita ketahui, bumi melakukan rotasi pada sumbunya sekaligus translasi mengitari matahari.
Sekarang kita lihat tentang gerak roda dalam topik Gerak dari Fisika untuk Hiburan.
Tempelkan secarik kertas berwarna ke sisi tepi roda gerobak atau ban sepeda, dan perhatikan apa yang terjadi saat gerobak atau sepeda itu bergerak.
Jika Anda cukup jeli, Anda akan melihat bahwa di dekat tanah secarik kertas tampak jelas, sedangkan di atas tanah kertas itu berkedip begitu cepat sehingga Anda hampir tidak bisa melihatnya.
Bukankah tampaknya bagian atas roda bergerak lebih cepat daripada bagian bawahnya? Dan ketika Anda mengamati jari-jari atas dan bawah roda gerobak yang bergerak, bukankah juga demikian?
Sebenarnya, jari-jari atas tampaknya bergabung ke dalam satu benda padat, sedangkan jari-jari bawah berbeda.
Cukup luar biasa, bagian atas roda yang berputar benar-benar bergerak lebih cepat daripada bagian bawahnya. Walaupun tampaknya sulit dipercaya, penjelasannya cukup sederhana.
Setiap titik pada roda yang menggelinding melakukan 2 gerak secara serentak, 1 gerak terhadap sumbu roda dan 1 lagi ke depan bersama-sama dengan sumbu roda, sama persis dengan gerak bumi yang diuraikan di atas.
Kedua gerak itu menyatu, tetapi dengan hasil yang berbeda untuk bagian atas dan bawah roda.
Di bagian atas, gerak rotasi roda ditambahkan ke gerak translasinya, karena keduanya berada dalam arah yang sama. Di bagian bawah, gerak rotasi dilakukan dalam arah sebaliknya, sehingga harus dikurangi dari gerak translasi.
Itulah sebabnya pengamat yang diam melihat bagian atas roda bergerak lebih cepat daripada bagian bawah.
Perbandingan jarak dari tongkat titik A dan B pada roda yang menggelinding (kanan) menunjukkan bahwa bagian atas roda bergerak lebih cepat daripada bagian bawahnya
Eksperimen sederhana yang bisa dilakukan dengan nyaman membuktikan hal ini. Tancapkan sebuah tongkat ke tanah di samping roda, atau di seberang sumbu sebuah grobak yang diam. Kemudian ambil sebuah spidol atau kapur tulis dan buat 2 tanda di tepi roda, di bagian paling atas dan paling bawah.
Tanda Anda harus tepat di seberang tongkat. Sekarang dorong gerobak sedikit ke kanan (lihat gambar di atas), sehingga sumbu bergerak sekitar 20 sampai 30 cm dari tongkat.
Perhatikan bagaimana tanda itu bergeser. Anda akan menemukan bahwa tanda atas A telah bergeser lebih jauh daripada tanda B yang lebih rendah (posisi B hampir sama dengan posisi awalnya).
Bagian Roda yang Paling Lambat
Seperti yang telah kita lihat, tidak semua bagian dari roda gerobak yang menggelinding bergerak dengan kecepatan yang sama.
Bagian mana yang paling lambat? Yang menyentuh tanah.
Tegasnya, pada saat kontak dengan tanah, bagian bawah dari roda benar-benar tidak bergerak. Ingat bahwa ini hanya berlaku pada roda yang berputar.
Kepustakaan:
1. Perelman, Y., Physics for Entertainment, Book 1, Shkarovsky, A. (Transl.), Foreign Language Publishing House, Moscow, 1936.
2. Diary Johan Japardi.
3. Berbagai sumber daring.
Jonggol, 6 Agustus 2021
Johan Japardi
Baca konten-konten menarik Kompasiana langsung dari smartphone kamu. Follow channel WhatsApp Kompasiana sekarang di sini: https://whatsapp.com/channel/0029VaYjYaL4Spk7WflFYJ2H
