Bila sebuah benda bergerak dari titik A menuju titik B melalui sebuah lintasan lurus yang jaraknya 10 meter dalam waktu 10 detik, maka kita katakan bahwa benda itu bergerak sejauh 10 meter dalam waktu 10 detik. Kalau kita pukul rata, kita bisa katakan bahwa benda itu bergerak sejauh 1 meter selama 1 detik. Besaran perubahan jarak tempuh suatu benda dalam setiap satuan waktu seperti ini kita sebut kecepatan. Kecepatan dirumuskan dalam satuan jarak per satuan waktu. Satuannya bisa dinyatakan dalam m/dt, km/jam, atau satuan lain, sesuai kebutuhan.
Kecepatan yang kita bahas tadi disebut kecepatan rata-rata. Kita anggap selama menempuh jarak tadi benda bergerak dengan kecepatan tetap, atau kita tidak terlalu peduli pada kecepatannya pada setiap saat. Mungkin saja dalam jarak tertentu kecepatannya 5 meter per detik, lalu di saat lain kecepatannya 0,5 meter per detik. Detil itu tidak kita perhatikan. Kita hanya mau tahu jarak dan waktu tempuh secara keseluruhan.
Kalau kita mau tahu berapa jauh benda itu bergerak pada setiap saat, maka kita harus mengukur jarak itu dalam selang waktu yang sangat pendek, misalnya selama 1 detik saja. Atau, selang waktunya kita buat lebih pendek lagi, dan kita ukur jarak yang ditempuh selama waktu tersebut. Kecepatan ini disebut kecepatan sesaat.
Baik kecepatan rata-rata maupun kecepatan sesaat adalah besaran penting dalam ilmu fisika. Keduanya digunakan untuk berbagai keperluan yang berbeda. Untuk mempelajari efek tumbukan antara 2 benda, misalnya, lebih penting untuk mengetahui kecepatan sesaat, yaitu pada saat tumbukan. Sedangkan untuk perhitungan distribusi barang dalam ilmu logistik, kecepatan rata-rata lebih punya makna.
Gerak benda yang bergerak lurus dengan kecepaan tetap disebut disebut gerak lurus beraturan. Bila tidak ada gaya yang bekerja, sebuah benda akan terus bergerak lurus, arahnya tetap, besarnya juga tetap. Itu yang dirumuskan dalam Hukum Newton I. Benda yang diam juga bisa disebut memiliki kecepatan tetap, yaitu 0. Pada benda diam juga berlaku hukum yang sama.
Ketika kita mengatakan kecepatan, kita sedang membahasnya sebagai besaran vektor, yang punya besar dan arah. Kalau kita hanya membicaran besarnya saja, maka itu namanya bukan kecepatan, tapi laju. Laju adalah nilai skalar dari besaran kecepatan.
Kecepatan dapat berubah, baik besarnya maupun arahnya. Perubahan kecepatan dalam setiap satuan waktu disebut percepatan. Percepatan juga punya arah, sehingga percepatan juga besaran vektor. Kalau sebuah benda mengalami pertambahan kecepatan ke arah yang sama dengan arah kecepatan, maka gerak benda itu dipercepat. Kalau arah percepatan adalah arah sebaliknya, maka benda itu diperlambat.
Percepatan bisa bekerja ke arah mana saja. Kalau percepatan bekerja ke arah yang tidak sejajar dengan arah kecepatan, maka benda akan berbelok. Berbelok adalah satu bentuk perubahan kecepatan. Meski pun laju benda tidak berubah, pada sebuah benda yang berbelok ada percepatan.
Percepatan ditimbulkan oleh gaya. Bila sebuah benda yang diam di atas meja kita dorong dengan sebuah gaya tertentu, maka benda itu akan bergerak meluncur. Benda yang tadinya diam jadi bergerak, karena adanya gaya. Gaya membuat perubahan kecepatan, dari 0 menjadi tidak 0. Perubahan kecepatan ini adalah percepatan. Besar percepatan adalah sebesar gaya dibagi massa benda. Untuk mempercepat sebuah benda yang besar massanya diperlukan gaya yang besar pula. Ini adalah rumusan Hukum Newton II.
Sekali lagi, untuk mempercepat benda diperlukan gaya. Sumber gaya ini bermacam-macam. Untuk mempercepat mobil kita memakai gaya dorong mesin yang dihasilkan dari gaya gerak akibat pembakaran bensin di dalam mesin mobil. Untuk mempercepat sepeda kita berikan gaya dengan genjotan pada pedal sepeda. Untuk memperlambat mobil dan sepeda kita tambahkan gaya gesek melalui rem.
Banyak keperluan yang memakai percepatan, baik dalam kehidupan sehari-hari maupun dalam penelitian. Mobil dan sepeda tadi adalah contoh dalam kehidupan sehari-hari. Dalam penelitian fisika ada alat yang disebut akselerator. Sesuai namanya alat ini berfungsi untuk menambah kecepatan benda.
Salah satu akselerator itu, bisa kita sebut paling terkenal, adalah akselerator milik lembaga riset Eropa, yaitu CERN. Alat ini berupa terowongan yang panjangnya 27 km. Di dalam akselerator partikel-partikel dipercepat dengan medan listrik atau medan magnet, artinya diberi gaya, agar bertambah kecepatannya. Makin lama makin cepat, dan kecepatannya terus ditambah, sehingga menjadi supercepat. Seberapa cepat? Kecepatannya mendekati kecepatan cahaya.
Partikel-partikel itu ditabrakkan untuk melihat bagaimana akibatnya. Dari berbagai percobaan itu para ahli mendapat informasi tentang perilaku partikel-partikel penyusun atom.
BACA JUGA Gaya dan Hukum Newton dan esai sains Hasanudin Abdurakhman lainnya di kolom TEMAN SEKELAS.