MATERI FISIKA KELAS X Tentang Gerak Lurus dengan Kecepatan dan Percepatan Konstan - Indikator dari pembahasan di bawah mengenai: Menganalisis besaran-besaran fisika pada gerak dengan kecepatan konstan, Menganalisis besaran-besaran fisika pada gerak dengan percepatan konstan dan Menganalisis grafik gerak lurus dengan kecepatan konstan dan gerak lurus dengan percepatan konstan.

A. GERAK LURUS

  1. Pengertian Gerak Lurus
 Coba Anda amati fenomena berbagai benda di bawah ini :

Apakah semua benda tersebut bergerak? Suatu benda dikatakan bergerak apabila kedudukannya senantiasa berubah terhadap suatu acuan tertentu.
Misal mobil bergerak terhadap lintasan, tetapi mobil tidak bergerak terhadap pengendara. Oleh sebab itu gerak bersifat relatif yaitu selalu mengacu kepada benda lain yang dipandang tidak bergerak.

Ditinjau dari lintasannya gerak dapat dibedakan menjadi 3  yaitu :

1). Gerak lurus(translasi)  Adalah gerak yang mempunyai lintasan lurus
2). Gerak melingkar (rotasi) Adalah gerak yang mempunyai lintasan berupa lingkaran
3). Gerak parabola Adalah gerak yang mempunyai lintasan berupa parabola.

Jadi ilmu yang mempelajari gerak tanpa mempedulikan penyebab timbulnya gerak disebut Kinematika.


1.     Jarak dan Perpindahan

 Jarak antara dua titik adalah panjang garis lurus yang menghubungkan kedua titik.

Perpindahan suatu benda menunjukkan berapa jauh benda itu berpindah dan ke mana arahnya.

Jadi jarak AB =jarak BA, tetapi untuk perpindahan. Perpindahan AB = - perpindahan BA
Maka jarak merupakan besaran skalar dan perpindahan merupakan besaran vektor.

Coba anda amati pada gambar di bawah ini !


Dari pengertian dapat diambil kesimpulan bahwa jarak adalah lintasan yang ditempuh oleh suatu benda, sedangkan perpindahan adalah perubahan posisi atau tempat suatu benda dihitung dari posisi awal benda tersebut.

Jarak = OP + PQ ,                    Perpindahan = OQ (ke kanan)

  1. Kelajuan dan Kecepatan (Velocity)

Dalam pengamatan sehari-hari sering anda mencampuradukan istilah kelajuan dan kecepatan. Tetapi dalam fisika,kedua besaran tersebut memiliki perbedaan yang jelas.
Misalnya anda melihat spidometer sebuah mobil menunjukkan 80 km/jam pada saat bergerak, maka yang anda maksud adalah kelajuan mobil dan merupakan besaran skalar.
Sedangkan bila anda menyatakan mobil bergerak 80 km/jam ke barat, maka yang anda maksud adalah kecepatan mobil dan merupakan besaran vektor.

Kelajuan rata-rata dan kecepatan rata-rata •

Kelajuan rata-rata Adalah jarak yang ditempuh benda sepanjang lintasannya dibagi waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak tersebut.

Contoh : mobil bergerak dengan kelajuan 60 km/jam apa artinya ? Bahwa setiap satu jam mobil menempuh jarak 60 km.

•    Kecepatan rata-rata

Adakah perbandingan antara perpindahan suatu benda terhadap waktu yang diperlukan, tanpa memperhatikan jenis jarak yang ditempuh

Contoh : kecepatan sepeda motor 35 km/jam dengan arah tertentu. Apa artinya ?
Bahwa setiap satu jam sepeda motor mengatami perpindahan sejauh 35 km.

Percepatan (acceleration)

Untuk mengamati kecepatan gerak suatu benda, apakah dipercepat atau diperlambat perhatikan gambar berikut ini !


Kalau anda amati gambar. (3a) sepeda bergerak dipercepat karena mengalami perubahan kecepatan (V2 > V1,), sedangkan pada gambar (3b) sepeda bergerak diperlambat dalam kondisi naik dan perubahan kecepatan (V2< V1,).

Jadi perubahan kecepatan tiap satuan waktu disebut percepatan (a)


Bila benda bergerak dengan kecepatan V1 = Vo pada saat t1 = 0 kemudian dipercepat dengan kecepatan V2= Vt pada saat t2 = t maka :


Untuk a (+) artinya dipercepat dan a (-) artinya diperlambat.

Missal : - mobil dipercepat sebesar 4 m/s2 , dapat ditulis (a = 4 m/s2)
            - mobil mengalami perlambatan sebesar 2 m/s2, dapat ditulis (a = -2m/s2).

B GERAK LURUS BERATURAN (GLB)
Setelah Anda belajar gerak lurus, sekarang Anda harus tahu apa itu Gerak Lurus Beraturan (GLB) ? Untuk menjawab pertanyaan ini, Anda perlu perhatikan gambar di bawah ini !


Ternyata selama sepeda bergerak dalam selang waktu tertentu kecepatannya tetap, maka gerak semacam ini disebut gerak lurus beraturan.

Bila digambarkan dengan hasil rekaman ticker timer pada percobaan GLB akan diperoleh pola sebagai berikut :




 Misalnya        : Sepeda bergerak lurus beraturan dengan kecepatan 10 m/s, berarti bahwa sepeda menempuh jarak sejauh 10 m dalam waktu 1 sekon.

Persamaannya menjadi :

Baca Juga




C. GERAK LURUS BERUBAH BERATURAN (GLBB)

Untuk lebih ielas lagi apa itu GLBB ? Perhatikan dan amati qambar di bawah ini 9


Dari gambar. 5, sepeda bergerak dalam selang waktu tertentu kecepatannya mengalami perubahan secara beraturan, maka gerak semacam ini disebut gerak lurus berubah beraturan.


Pada percobaan GLBB, hasil rekaman ticker timernya sebagai berikut :



Dalam hal ini dapat disimpulkan bahwa semua benda yang bergerak GLBB mempunyai nilai percepatan tetap.



Untuk mencari jarak (s) yang ditempuh selama bergerak GLBB, dapat dicari den gan menghitung


luas daerah yang di arsir.
S     = luas daerah yang diarsir
     S     = luas trapesium


S = (Vo + Vy) . ½  t    =  (Vo+ (Vo + at) ½ t   = ( 2Vo+ at) ½ t


Bila tidak diketahui waktu :  

 


D. GERAK JATUH BEBAS (GJB)

Pada prinsipnya semua benda yang dilepaskan dari ketinggian tertentu akan jatuh ke bumi karena pengaruh gayagravitasi, dan benda itu bergerak dipercepat beraturan.

Coba anda ingat kembali pada peristiwa gerak lurus dimana percepatan yang dialami benda disimbolkan (a), sedangkan gerak yang dipengaruhi oleh gaya gravitasi maka percepatan gravitasinya disimbolkan (g) dan nilai percepatan gravitasinya di permukaan bumi g = 9,8 m/s 2,

Sekarang kita amati bersama, apakah benda yang jatuh ke tanah dikatakan gerak jatuh bebas ?

Misalnya : anda menjatuhkan kertas dengan batu kerikil pada ketinggian clan waktu yang sama, apakah akan jatuh bersama-sama ? Dan apa yang terjadi kalau kertas tersebut diremas-remas membentuk bola dan dijatuhkan pada ketinggian dan waktu yang sama pula ?
Dari peristiwa itu dapat disimpulkan bahwa gesekan udara berpengaruh bagi benda yang bergerak. Oleh karenanya semua benda yang jatuh tanpa adanya gesekan dengan udara dan tanpa kecepatan awal, maka benda itu disebut jatuh bebas.




Secara konsep bahwa semua benda yang bergerak jatuh bebas akan jatuh bersama-sama tanpa memperhitungkan berat benda tersebut.



Vo          = kecepatan awal (m/s)
Vt           = kecepatan pada t sekon (m/s) t      = waktu (s)
g             = percepatan gravitasi (m/s2)
h             = ketinggian (m)

E. GERAK VERTIKAL KE ATAS (GVA)

Saat anda melempar benda ke atas, apa yang terjadi pada gerak benda itu? Tentunya akan mengalami perlambatan akibat pengaruh gaya gravitasi, jadi perlambatannya a = -g (berlawanan dengan gerak benda).


-       Pada ketinggian maksimum (hmax)
-       hmax --> Vt = 0 (benda akan berhenti sesaat kemudian berbalik arah, kembali ke bawah.


F.  GERAK VERTIKAL KE BAWAH (GVB)

Pada dasarnya gerak vertikal ke bawah sama dengan gerak jatuh bebas, namun yang membedakan adalah adanya kecepatan awal. Karena GVB mempunyai kecepatan awal, maka gerak benda tentunya semakin cepat.




 G.  GERAK PARABOLA

Pada prinsipnya suatu benda bergerak parabola itu perpaduan dua gerak yaitu gerak lurus beraturan (GLB) clan gerak lurus berubah beraturan (GLBB).

Anda pasti bisa mengamati gerak parabola dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya  : - peluru dilepaskan dari senapan
-   serta cabang-cabang olag raga yang dasarnya menggunakan gerak parabola.
-   (kiper menendang bola, lemparan bola bisbol, golf clan sebagainya)
Jadi gerak suatu benda yang lintasannya berupa parabola disebut gerak parabola