Transformasi Galileo : Pengertian, Rumus, dan Contoh Soal

ABUALFATIH.COM. Sobat abualfatih.com, kalian sedang mengalami kesulitan mempelajari materi tentang transformasi galileo atau sekedar mencari informasi tentang artikel tersebut?

Mungkin inilah salah satu alasan sobat mencari artikel ini.

Pada artikel ini kita akan mengenai rumus gerak relatif dan transformasi galileo, pengertian, hingga cara menghitung dan contoh soalnya. Kalian tentu masih ingat, gerak relatif itu sudah pernah kita bahas di kelas 10. Albert Einstain merumuskan teori relativitas ada dua yaitu teroi relativitas khusus dan teori relatifitas umum.

Namun pada artikel ini, kita tidak akan membahas kedua teori tersebut, melainkan fokus pada pembahasan tentang gerak relatif yang disebut transformasi Galileo.

Apa Itu Gerak Relatif?

Gerak relatif adalah besaran gerak yang teramati, bergantung terhadap pengamat. Saya yakin kalau kalain pasti masih bingung kalau cuma membacanya dari definisi tadi. 

Biar kalian paham tentang gerak relatif, perhatikan ilustrasi di bawah

Dari ilustrasi di atas terlihat ada mobil A dan mobil B yang berpapasan di jalan. Kemudian, ada seorang pengamat nih yang berdiri dipinggir jalan bernama Anton. 

Anton melihat mobil A bergerak dengan kecepatan 60 m/s atau bisa ditulis V_AA= 60 m/s. Kemudian, ada mobil B yang bergerak dari arah berlawan mobil A. Menurut Anton kecepatan mobil B ini sebesar 30 m/s atau bisa ditulis V_BA= 30 m/s.

Muncul pertanyaan, apakah orang yang ada di dalam mobil B melihat mobil A bergerak dengan kecepatan yang sama seperti pengamatan Anton?

Nah, Sekarang coba deh bayangin kalian lagi di dalam mobil B. Kemudian, melihat mobil A bergerak maju ke arah kalian. 

Nah, pastinya kalian melihat mobil A tersebut bergerak sangat cepat kearah kalian? Padahal, menurut Anton yang berdiri di pinggir jalan kecepatan mobil A tidak secapat yang kalian amati. 

Lantas kenapa menurut orang di dalam mobil B, mobil A itu terlihat bergerak sangat cepat? Jadi, hal tersebut dikarenakan mobil B dan mobil A sama-sama bergerak.

Kalau begitu, bagaimana kita bisa tahu kecepatan mobil A terhadap mobil B? 

Caranya gampang banget, kalian cuma perlu cari selisihnya aja kok. Tapi, sebelum itu kalian harus buat dahulu perjanjian orientasinya. 

Misalnya nih, kalau bergerak ke kanan nilai kecepatannya positif. Begitupun sebaliknya, kalau bergerak ke kiri nilai kecepatannya negatif.

Sehingga, rumus kecepatan relatif yang bisa elo gunakan:

V_AB=V_AA-V_BA

Balik lagi ke pertanyaan awal, berapakah kecepatan mobil A terhadap mobil B? Maka, cara menghitungnya adalah sebagai berikut:

V_AB=V_AA-V_BA

V_AB= 60 m/s – (-30 m/s)

V_AB= 90 m/s

Dengan demikian, kecepatan mobil A menurut mobil B yakni sebesar 75 m/s. 

Kok bisa 90 m/s? Padahal kan, kita tahu kalau kecepatan mobil A menurut Anton hanya sebesar 60 m/s? Nah lho kira-kira mana jawaban yang benar? 75 m/s atau 50 m/s?

Nah, jawabannya dua-duanya benar nih. Sebab, nilai kecepatan akan berbeda tergantung pada pengamatnya. 

Transformasi Galileo

Transformasi ini membangun hubungan antara dua kerangka acuan yang bergerak relatif satu terhadap lainnya.

Mari kita bayangkan ilustrasi seperti pada gambar, sebuah kereta api bergerak searah sumbu X dengan kecepatan u. Seorang penumpang dalam kereta berjalan searah sumbu X juga dengan kecepatan v terhadap kereta. Seoarang pengamat berdiri di tepi jalan melihat gerakan kereta api dan penumpang dalam kereta.

Pengamat 1 dengan kerangka S yang diam. Sedangkan, pengamat 2 dengan kerangka S’ bergerak dengan laju tetap v searah sumbu x. 

Nah, kedua pengamat ini mengamati peristiwa P Sehingga, koordinat ruang dan waktu peristiwa P, menurut S yaitu (x, y, z, t). Sedangkan, menurut S’ yakni (x’, y’, z’, t’).

Maka, Transformasi Galileo

x^‘=x-v.t

y^‘=y

z^‘=z

t^‘=t

Transformasi kebalikan

x=x^‘+v.t

y=y^‘

z=z^‘

t=t^‘

Transformasi kecepatan Galileo

u^‘_x=u_x-v

u^‘_y=u_y

u^‘_z=u_z

Transformasi kecepatan kebalikannya

u_x=u^‘_x+v

u_y=u^‘_y

u_z=u^‘_z

Contoh Soal

Biar semakin paham mari kita bahas beberapa contoh soal

1. Sebuah kereta api bergerak dengan kecepatan 70 km/jam. Seorang penumpang berjalan dalam kereta dengan kecepatan 5 km/jam searah dengan kereta. Berapa kecepatan penumpang tersebut terhadap orang yang diam di tepi rel?

Pembahasan:

Diketahui:

v=70 km/jam

u^‘_x=5 km/jam

Ditanyakan:

u_x=….?

Penyelesaian:

u_x=u^‘_x+v

u_x=5 km/jam + 70 km/jam

u_x=75 km/jam

Jadi menurut pengamat yang diam dipinggir rel maka kecepatan penumpang adalah 75 km/jam

2. Sebuah kereta bergerak dengan kecepatan 20 m/s ke kanan terhadap pengamat yang diam. Kemudian, ada seorang pengendara sepeda bergerak di atas kereta dengan kecepatan 2 m/s ke kiri. Menurut pengamat yang diam, berapa kelajuan sepeda terhadap kereta?

Pembahasan:

Diketahui:

v=20 m/s

u^‘_x=2 m/s

Ditanyakan:

u_x=….?

Penyelesaian:

u_x=u^‘_x+v

u_x=2 m/s + 20 m/s

u_x=22 m/s

Jadi kecepatan pengendara sepeda menurut pengamat diam adalah 22 m/s

Demikian sobat pembahasan tentang Transformasi Galileo mencakup pengertian, rumus, serta contoh soal dan pembahasannya. Semoga bermanfaat dan jangan lupa selalu bersyukur.