Konsep Mekanika, Kinematika dan Dinamika dalam Fisika

Perhatikan ilustrasi pohon kelapa di atas. Pernahkah kalian melihat atau setidaknya mendengar bunyi ketika buah kelapa yang sudah tua jatuh dari pohonnya? Lalu apa yang menyebabkan buah kelapa tersebut jatuh dari pohonnya? Jika kalian menjawab karna sudah masak/tua itu jawaban yang benar tapi belum tepat. Dan jika kalian menjawab karena gravitasi bumi, itu jawaban yang benar dan tepat.


Buah kelapa yang jatuh dari pohonnya merupakan salah satu contoh gerak, yaitu gerak jatuh bebas (GJB). Nah dalam fisika gerak jatuhnya buah kelapa dari pohonnya itu dipelajari dalam kajian ilmu mekanika. Jadi dapat disimpulkan bahwa:

Mekanika adalah salah satu cabang ilmu fisika yang mempelajari tentang gerak benda.

Tidak hanya gerak jatuh bebas seperti pada contoh di atas saja yang dipelajari dalam ilmu mekanika tetapi semua jenis gerak, seperti gerak semu, gerak relatif, gerak lurus, gerak melingkar, gerak parabola dan sebagainya. lalu apa hubungannya mekanika dengan kinematika dan dinamika?

Kinematika dan dinamika adalah dua cabang ilmu fisika yang masuk dalam ruang lingkup mekanika. Perhatikan diagram berikut ini.

Kinematika adalah ilmu yang mempelajari bagaimana gerak suatu benda tanpa memperdulikan penyebab terjadinya gerakan benda tersebut.

Sedangkan Dinamika adalah ilmu yang mempelajari bagaimana gerak suatu benda dengan memperhatikan penyebab terjadinya gerakan pada benda tersebut.

Pada contoh kasus buah kelapa jatuh dari pohon di atas, dalam kinematika, yang dikaji adalah kecepatan buah kelapa yang jatuh dari ketinggian pohon serta waktu yang diperlukan buah untuk sampai di tanah tanpa memperhatikan perlambatan yang disebabkan oleh hambatan udara. Sedangkan dalam dinamika yang dikaji adalah kecepatan buah kelapa jatuh dari pohonnya dengan memperhitungkan perlambatan yang disebabkan hambatan udara.


Faktor utama yang menyebabkan buah kelapa jatuh dari pohonnya dalah gravitasi bumi. Dalam fisika gravitasi bumi adalah jenis gaya yang besarnya sekitar 9,8 m/s2. Jadi dapat dapat dikatakan bahwa yang menyebabkan suatu benda bergerak adalah gaya.


Gaya adalah suatu tarikan atau dorongan. Komponen gaya inilah yang menjadi pembeda suatu peristiwa gerak, apakah termasuk dalam kajian kinematika atau dinamika gerak. Untuk lebih paham, perhatikan skema berikut ini




Berdasarkan skema di atas, dalam kinematika yang biasanya dikaji berkaitan dengan perpindahan, kecepatan dan percepatan gerak suatu benda dengan mengabaikan gaya atau penyebab terjadinya gerak. Sedangkan dalam dinamika, yang dikaji adalah gerak benda tanpa mengabaikan gaya yang menyebabkan benda tersebut bergerak, baik itu gaya gravitasi, gaya dorong, gaya gesek maupun gaya hambat udara.

Untuk lebih memantapkan lagi pemahan kalian mengenai perbedaan kinematika dan dinamika, perhatikan contoh berikut:

Dua lembar kertas dengan berat yang sama dijatuhkan dari ketinggian yang sama dengan keadaan kertas pertama lembaran utuh sedangkan kertas kedua diremas membentuk bulatan. Setelah selang waktu t sekon, ternyata kertas kedua lebih cepat sampai ke tanah dari pada kertas pertama.

Pada kasus kertas jatuh di atas, dinamika dapat menjelaskan mengapa kertas yang diremas kecepatannya lebih besar daripada selembar kertas utuh walaupun beratnya sama karena mempertimbangkan hambatan udara yang dialami masing-masing kertas.

Sedangkan dalam kinematika hanya menghitung secara nyata kecepatan kedua kertas tersebut walaupun hasil dan kesimpulannya berbeda. Namun asal kalian tahu, jika kedua kertas dijatuhkan dalam ruang hampa udara (tidak ada hambatan udara), kecepatan kedua kertas akan sama dan tiba di tanah secara bersamaan.

Source