1.Pengertian Gerak Lurus Beraturan
Gerak lurus beraturan didefinisikan sebagai gerak suatu
benda dengan kecepatan tetap.
Kecepatan tetap artinya baik besar maupun arahnya tetap.
Kecepatan tetap yaitu benda menempuh jarak yang sama untuk selang waktu yang sama.
Misalnya sebuah mobil bergerak dengan kecepatan tetap 75 km/jsm atau 1,25
km/menit, berarti setiap menit mobil itu menempuh jarak 1,25 km. Karena
kecepatan benda tetap, maka kata kecepatan pada gerak lurus beraturan dapat
diganti dengan kata kelajuan. Dengan demikian, dapat juga kita definisikan,
gerak lurus beraturan sebagai gerak suatu benda pada lintasan lurus dengan
kelajuan tetap.
Grafik perpindahan terhadap waktu (s-t) pada
GLB
Grafik perpindahan terhadap waktu pada GLB ditunjukkan pada
gambar di bawah ini. Tampak pada gambar bahwa grafik jarak/perpindahan (s)
terhadap waktu (t) berbentuk garis lurus miring ke atas melalui titik asal
koordinat O (0,0). Apabila ditinjau dari kemiringan grafik, maka tan α = v
Dengan demikian jika grafik jarak terhadap waktu (s-t) dari
dua benda yang bergerak beraturan berbeda kemiringannya, maka grafik dengan
sudut kemiringan besar menunjukkan kecepatan lebih besar.
Grafik Kecepatan terhadap Waktu (v-t) pada
GLB
Grafik kecepatan terhadap waktu pada GLB ditunjukkan pada
gambar di bawah ini. Tampak pada gambar bahwa grafik v-t berbentuk garis lurus
mendatar. Bentuk ini menunjukkan bahwa pada GLB, kecepatan suatu benda selalu
tetap untuk selang waktu kapanpun.
Hubungan jarak, kecepatan, dan selang waktu pada GLB
Pada gerak lurus beraturan kecepatan suatu benda selalu
tetap. Jika diperhatikan kembali grafik v-t pada GLB, maka jarak/perpindahan
(s) merupakan luas daerah yang dibatasi oleh v dan t.
Pada gambar di bawah ini tampak bahwa jarak/perpindahan sama
dengan luas persegipanjang dengan panjang t dan lebar v.
Secara matematis : s = v. t
Contoh Soal Untuk memahami konsep gerak lurus beraturan :
Dua sepeda motor bergerak saling mendekati pada lintasan
lurus dengan arah berlawanan. Sepeda motor A bergerak ke barat dengan kecepatan
tetap 30 km/jam, sedangkan sepeda motor B bergerak ke timur dengan kecepatan 45
km/jam. Sebelum bergerak, kedua sepeda motor terpisah sejauh 150 km.
(a). kapan dan dimana kedua sepeda motor berpapasan?
(b). gambarkan grafik hubungan v-t untuk kedua sepeda motor
itu?
(c). tentukan jarak tempuh kedua sepeda motor saat
berpapasan menggunakan grafik v-t tersebut.
Pembahasan :
(a). Misalkan kedua sepeda motor berpapasan di titik O. dari
gambar di atas diperoleh AO + BO = 150 km atau 150 km = 30km/jam.t +
45km/jam.t, sehingga diperoleh t = 150 km/75 km/jam = 2 jam.
Jadi AO = 30 km/jam.2 jam = 60 km, sedangkan BO = 45
km/jam.2 jam=90 km.
Kesimpulan, kedua sepeda motor berpapasan setelah
bergerak selama 2 jam. Tempat berpapasan adalah setelah sepeda motor A bergerak
ke arah barat sejah 60 km atau setelah sepeda motor B bergerak ke arah timur
sejauh 90 km.
(b). Grarik v-t untuk kedua sepeda motor
(c). Jarak tempuh sepeda motor A = luas bangun A = panjang X
lebar = 2 jam X 30 km/Jam = 60 km. Jarak tempuh sepeda motor B = luas
bangun B = panjang X lebar = 2 jam X 45 km/jam = 90 km.
Setelah mempelajari materi pembelajaran ini diharapkan
dapat menyimpulkan karakteristik gerak lurus berubah beraturan (GLBB) melalui
percobaan dan pengukuran besaran-besaran terkait, serta menerapkan besaran-besaran
fisika pada gerak lurus berubah beraturan dalam bentuk persamaan dan
menggunakannya dalam pemecahan masalah.
Pengertian Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
GLBB didefinisikan sebagai gerak suatu benda pada lintasan
garis lurus dengan percepatan tetap. Maksud dari percepatan tetap yaitu
percepatan percepatan yang besar dan arahnya tetap.
Grafik Percepatan Terhadap Waktu
Benda yang melakukan GLBB memiliki percepatan yang tetap,
sehingga grafik percepatan terhadap waktu (a-t) berbentuk garis mendatar
sejajar sumbu waktu t.
Grafik Kecepatan Terhadap Waktu pada GLBB yang
dipercepat
Pada GLBB yang dipercepat kecepatan benda semakin lama
semakin bertambah besar. Sehingga grafik kecepatan terhadap waktu (v-t) pada
GLBB yang dipercepat berbentuk garis lurus condong ke atas dengan gradien yang
tetap. Jika benda melakukan GLBB yang dipercepat dari keadaaan diam (kecepatan
awal =Vo = 0), maka grafik v-t condong ke atas melalui O(0,0), seperti gambar
di bawah ini :
Jika benda melakukan GLBB dipercepat dari keadaan bergerak
(kecepatan awal = Vo ≠ 0 ), maka grafik v-t condong ke atas melalui titik
potong pada sumbu v, yaitu (0,Vo), seperti gambar di bawah ini :
Jika anda melempar batu vertikal ke atas, maka batu itu akan
mengalami pengurangan kecepatan yang sama dalam selang waktu sama. Jadi batu
itu dikatakan mengalami perlambatan atau percepatan negatif. Jadi pada GLBB
diperlambat, benda mengawali gerakan dengan kecepatan tertentu dan selanjutnya
selalu mengalami pengurangan kecepatan. Grafik kecepatan terhadap waktu untuk
GLBB diperlambat akan berbentuk garis lurus condong ke bawah, seperti gambar di
bawah ini.
Kecepatan pada suatu saat dari benda yang melakukan gerak
lurus berubah beraturan dirumuskan sebagai berikut :
sedangkan untuk menghitung besar perpindahan yang dialami
benda yang bergerak lurus berubah beraturan
Gerak Jatuh Bebas
Pengantar
Contoh gerak dengan percepatan (hampir) konstan yang sering
dijumpai adalah gerak benda yang jatuh ke bumi. Bila tidak ada gesekan udara,
ternyata semua benda yang jatuh pada tempat yang sama dipermukaan bumi
mengalami percepatan yang sama, tidak bergantung kepada ukuran, berat maupun
susunan benda, dan jika jarak yang ditempuh selama jatuh tidak terlalu besar,
maka percepatannya dapat dianggap konstan selama jatuh. Gerak ideal ini, yang
mengabaikan gesekan udara dan perubahan kecil percepatan terhadap ketinggian,
disebut gerak “jatuh bebas”.
Percepatan yang dialami benda jatuh bebas disebut percepatan
yang disebabkan oleh gravitasi dan diberi simbol g. Di dekat permukaan bumi,
besarnya kira-kira 9,8 m/s^2, dan berarah ke bawah menuju pusat bumi.
Persamaan Gerak Jatuh Bebas
Kita pilih kerangka acuan yang diam terhadap bumi, dengan
sumbu y positip diambil vertikal ke atas. Dengan pilihan ini percepatan gravitasi
g dinyatakan dengan sebuah vektor yang berarah vertikal ke bawah dalam arah
sumbu y negatip. Persamaan gerak dengan percepatan tetap dapat diterapkan di
sini, tinggal menggantikan x dengan y dan mengambil yo = 0.Persamaan gerak
jatuh bebas adalah sebagai berikut:
Tidak ada komentar:
Posting Komentar