Mobil Xenia adalah salah satu mobil keluarga yang populer di Indonesia. Mobil ini memiliki kapasitas penumpang maksimal 7 orang, dengan berat kosong sekitar 950 kg. Namun, apa yang terjadi jika mobil Xenia hanya diisi oleh 3 penumpang, sehingga massa totalnya menjadi 1160 kg?
Massa total mobil adalah jumlah dari massa mobil itu sendiri dan massa semua penumpang dan barang yang ada di dalamnya. Massa total mobil akan mempengaruhi beberapa hal, seperti kecepatan, percepatan, gaya, dan konsumsi bahan bakar.
Salah satu contoh yang dapat kita pelajari adalah bagaimana pengaruh massa total mobil terhadap percepatan rata-rata mobil. Percepatan rata-rata adalah perubahan kecepatan dibagi dengan perubahan waktu. Percepatan rata-rata juga dapat dihitung dengan menggunakan rumus:
a = F / m
di mana a adalah percepatan rata-rata (m/s^2), F adalah gaya resultan yang bekerja pada mobil (N), dan m adalah massa total mobil (kg).
Gaya resultan yang bekerja pada mobil adalah jumlah dari gaya mesin, gaya gesekan udara, dan gaya gesekan jalan. Gaya mesin adalah gaya yang dihasilkan oleh mesin mobil untuk mendorong mobil ke depan. Gaya gesekan udara adalah gaya yang menentang gerak mobil karena adanya hambatan udara. Gaya gesekan jalan adalah gaya yang menentang gerak mobil karena adanya gesekan antara ban dan permukaan jalan.
Untuk memudahkan perhitungan, kita dapat mengasumsikan bahwa gaya mesin konstan sebesar 2000 N, gaya gesekan udara sebanding dengan kuadrat kecepatan mobil, dan gaya gesekan jalan sebanding dengan massa total mobil. Dengan demikian, kita dapat menulis:
F = F_mesin – k_v^2 – k_m
di mana k dan k’ adalah konstanta proporsionalitas yang bergantung pada bentuk dan ukuran mobil, serta jenis dan kondisi jalan.
Jika kita ingin mengetahui percepatan rata-rata mobil Xenia dengan massa total 1160 kg ketika bergerak dari kecepatan awal 0 m/s hingga kecepatan akhir 20 m/s dalam waktu 25 detik, maka kita dapat menggunakan rumus:
a = (v – v_0) / t
di mana v adalah kecepatan akhir (m/s), v_0 adalah kecepatan awal (m/s), dan t adalah waktu (s).
Dengan mengganti nilai-nilai yang diketahui, kita dapat menghitung:
a = (20 – 0) / 25
a = 0.8 m/s^2
Percepatan rata-rata mobil Xenia dengan massa total 1160 kg adalah 0.8 m/s^2.
Percepatan rata-rata ini lebih kecil daripada percepatan rata-rata mobil Xenia dengan massa total lebih ringan, misalnya 1050 kg. Hal ini karena semakin besar massa total mobil, semakin besar pula gaya gesekan jalan yang harus diatasi oleh gaya mesin.
Percepatan rata-rata juga akan berbeda jika kita mengubah nilai gaya mesin, gaya gesekan udara, atau waktu. Semakin besar gaya mesin, semakin besar pula percepatan rata-rata. Semakin besar gaya gesekan udara, semakin kecil pula percepatan rata-rata. Semakin lama waktu, semakin kecil pula percepatan rata-rata.
Dari contoh ini, kita dapat belajar bahwa massa total mobil mempengaruhi kinerja mobil dalam hal percepatan rata-rata. Massa total mobil juga dapat mempengaruhi hal-hal lain, seperti kestabilan, manuverabilitas, rem, dan konsumsi bahan bakar.
Oleh karena itu, kita harus memperhatikan berat barang dan penumpang yang kita bawa saat mengendarai mobil Xenia, agar tidak melebihi kapasitas yang ditentukan oleh produsen. Selain itu, kita juga harus menjaga kondisi mesin, ban, dan rem mobil agar selalu optimal.
Dengan demikian, kita dapat mengendarai mobil Xenia dengan aman, nyaman, dan hemat.
