Gerak Lurus Beraturan (GLB) & Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

Jenis Gerak, GLB dan GLBB

Gerak bersifat relatif :

Benda dikatakan bergerak oleh titik acuan yang dianggap diam.  Misalnya sepeda motor bergerak dengan kecepatan 30 m/s ia dikatakan bergerak oleh titik acuan yang diam misalnya pengamat.  Contoh lain penumpang di dalam bis sedang duduk di kursi sedangkan bus bergerak dengan kecepatan 50 m/s sedang pengamat di tepi jalan diam, dalam hal ini dikatakan penumpang diam terhadap bus sedang orang yang ditepi jalan itu dikatakan bergerak terhadap penumpang dengan kecepatan - 50 m/s.

Masalah sehari-hari berhubungan dengan gerak relatif :

Di gerbang pintu SMAN Ngantang sedang bergerak sepeda motor ke kanan dengan kecepatan 10 m/s,  dan juga dari arah kambal bergerak mobil dengan kecepatan 40 m/s.  Andi diam di pintu gerbang menunggu bis puspa indah.
menurut andi berapa kecepatan motor?
menurut andi berapa kecepatan mobil?
menurut sepeda motor berapa kecepatan mobil?
menurut mobil berapa kecepatan sepeda motor?

Berdasarkan Lintasannya gerak dibagi menjadi ;
1. Gerak lurus
2. Gerak melingkar
3. Gerak parabola
4. Gerak acak

Berdasarkan kecepatanya gerak dibagi menjadi :
1. Gerak dengan kecepatan tetap setiap saat
2. Gerak dengan kecepatan berubah beraturan setiap saat
3. Gerak dengan kecepatan berubah tidak beraturan

Berdasarkan posisi benda yang bergerak pada bidang kartesius gerak dibagi menjadi
1. Gerak arah sumbu x, misalnya Gerak lurus beraturan arah horisontal (GLB), GLBB arah horisontal
2. Gerak arah sumbu y, misalnya gerak jatuh bebas (GJB), gerak vertikal ke atas (GVA), gerak vertika ke bawah
3. Gerak perpaduan arah sumbu x dan y, misalnya Gerak Parabola, Gerak Melingkar.

Perhatikan animasi berikut ini :

yang pertama bola menuruni bidang miring, Gerak Lurus Berubah Beraturan dipercepat (a = + ) Vo = 0
yang kedua bola mendatar arah positif ada perlambatan arah percepatan berlawanan dengan arah kecepatan

yang ketiga adalah gerak melingkar arah percepatan menuju pusat lingkaran dan arah kecepatan Tegak Lurus arah percepatan
yang keempat Gerak Berubah Beraturan deperlambat ( a = - ) dan Vo tidak nol, tapi kecepatan akhir = 0

GERAK LURUS BERATURAN.

Gerak dengan lintasan berupa garis lurus dimana kecepatan benda selalu tetap setiap saat dan nilai percepatannya nol.  Perhatikan animasi dari http://www.physicsclassroom.com/mmedia/kinema/cpv.cfmberikut ini.

Tanda plus menunjukkan posisi awal, jarak titik ke titik berikutnya menunjukkan perubahan posisi per waktu.
gravik kiri (s-t),  grafik tengah (v-t) sedangkan grafik kanan ( a-t) dimana a = nol atau tidak mempunyai percepatan.
Dalam hal gerak lurus maka besarnya perpindahan sama dengan Jarak tempuh dan besar kecepatan sama dengan kelajuannya sehingga diperoleh rumusan :

GERAK LURUS BERUBAH BERATURAN.

Yaitu gerak dengan lintasan berupa garis lurus, dan kecepatannya selalu berubah secara beraturan setiap waktunya.  Perubahan kecepatan tiap satuan waktu inilah yang dimaksud dengan percepatan.  Percepatan dapat bernilai positif atau pun negatif. Perhatikan animasi gif berikut ini (http://www.physicsclassroom.com/mmedia/kinema/pvpa.cfm) : 

Tanda plus menunjukkan posisi awal benda,  jarak tiap titik menununjukkan delta S atau perubahan posisi benda setiap waktu (terlihat tiap waktu bertambah mengikuti grafik fungsi kwadrat).
Grafik kiri (s-t) berupa fungsi kwadratik yaitu berupa kurva, grafik tengah (v-t) berupa fungsi linier menunjukkan bahwa kecepatan selalu berubah dan grafik kanan (a-t) menunjukkan nilai percepatan konstan (tidak sama dengan nol)

Bandingkan dan pelajari perbedaan animasi dan grafik dari GLBB dan GLB.  Sehingga pada GLBB terdapat besaran fisika yang baru yaitu percepatan.  Perumusannya :

.vt  =  kecepatan akhir atau kecepatan saat t tertentu

.vo =  kecepatan awal

  a  =  percepatan

  t   =  waktu

  s  =  jarak tempuh

Konsepsi Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak benda dalam lintasan garis lurus dengan percepatan tetap. Jadi, ciri utama GLBB adalah bahwa dari waktu ke waktu kecepatan benda berubah, semakin lama semakin cepat/lambat...sehingga gerakan benda dari waktu ke waktu mengalami percepatan/perlambatan. Dalam artikel ini, kita tidak menggunakan istilah perlambatan untuk gerak benda diperlambat. Kita tetap saja menamakannya percepatan, hanya saja nilainya negatif. Jadi perlambatan sama dengan percepatan negatif.

Contoh sehari-hari GLBB adalah peristiwa jatuh bebas. Benda jatuh dari ketinggian tertentu di atas permukaan tanah. Semakin lama benda bergerak semakin cepat. Kini, perhatikanlah gambar di bawah yang menyatakan hubungan antara kecepatan (v) dan waktu (t) sebuah benda yang bergerak lurus berubah beraturan dipercepat.

vo = kecepatan awal (m/s)

vt = kecepatan akhir (m/s)

a = percepatan

t = selang waktu (s)

Perhatikan bahwa selama selang waktu t , kecepatan benda berubah dari vo menjadi vt sehingga kecepatan rata-rata benda dapat dituliskan:

Kita tahu bahwa kecepatan rata-rata :

 

dan dapat disederhanakan menjadi :

S = jarak yang ditempuh

seperti halnya dalam GLB (gerak lurus beraturan) besarnya jaraktempuh juga dapat dihitung dengan mencari luasnya daerah dibawah grafik v - t

Bila dua persamaan GLBB di atas kita gabungkan, maka kita akan dapatkan persamaan GLBB yang ketiga.....

2. Contoh-Contoh GLBB

 a. Gerak Jatuh Bebas

Ciri khasnya adalah benda jatuh tanpa kecepatan awal (vo = nol). Semakin ke bawah gerak benda semakin cepat.Percepatan yang dialami oleh setiap benda jatuh bebas selalu sama, yakni sama dengan percepatan gravitasi bumi (a = g) (besar g = 9,8 m/s2 dan sering dibulatkan menjadi 10 m/s2)

 

Rumus gerak jatuh bebas ini merupakan pengembangan dari ketiga rumus utama dalam GLBB seperti yang telah diterangkan di atas dengan modifikasi : s (jarak) menjadi h (ketinggian) dan vo = 0 serta percepatan (a) menjadi percepatan grafitasi (g).

coba kalian perhatikan rumus yang kedua....dari ketinggian benda dari atas tanah (h) dapat digunakan untuk mencari waktu yang diperlukan benda untuk mencapai permukaan tahah atau mencapai ketinggian tertentu... namun ingat jarak dihitung dari titik asal benda jatuh bukan diukur dari permukaan tanah

sebagai contoh : Balok jatuh dari ketinggian 120 m berapakah waktu saat benda berada 40 m dari permukaan tanah?

jawab : h = 120 - 40 = 80 m

t = 4 s

2. Gerak Vertikal ke Atas

Selama bola bergerak vertikal ke atas, gerakan bola melawan gaya gravitasi yang menariknya ke bumi. Akhirnya bola bergerak diperlambat. Akhirnya setelah mencapai ketinggian tertentu yang disebut tinggi maksimum (h max), bola tak dapat naik lagi. Pada saat ini kecepatan bola nol (Vt = 0). Oleh karena tarikan gaya gravitasi bumi tak pernah berhenti bekerja pada bola, menyebabkan bola bergerak turun. Pada saat ini bola mengalami jatuh bebas....

Jadi bola mengalami dua fase gerakan. Saat bergerak ke atas bola bergerak GLBB diperlambat (a = - g) dengan kecepatan awal tertentu lalu setelah mencapai tinggi maksimum bola jatuh bebas yang merupakan GLBB dipercepat dengan kecepatan awal nol.

Pada saat benda bergerak naik berlaku persamaan :

vo = kecepatan awal (m/s)

g = percepatan gravitasi

t = waktu (s)

vt = kecepatan akhir (m/s)

h = ketinggian (m)

3. Gerak Vertikal ke Bawah

Berbeda dengan jatuh bebas, gerak vertikal ke bawah yang dimaksudkan adalah gerak benda-benda yang dilemparkan vertikal ke bawah dengan kecepatan awal tertentu. Jadi seperti gerak vertikal ke atas hanya saja arahnya ke bawah. Sehingga persamaan-persamaannya sama dengan persamaan-persamaan pada gerak vertikal ke atas, kecuali tanda negatif pada persamaan-persamaan gerak vertikal ke atas diganti dengan tanda positif.

3. Rangkuman GLB dan GLBB

SOAL-SOAL YANG DISELESAIKAN

1. Sebuah mobil menempuh lintasan lurus dengan kecepatan tetap. Jika jarak tempuh 120 meter ditempuhdalam waktu 30 detik, berapa kecepatan mobil tersebut?

2. Mobil sedan bergerak lurus dengan kecepatan tetap 2 m/s. Berapa jarak yang ditempuh sedan tersebut dalam waktu 5 detik?

3. Mobil sedan bergerak lurus dengan kecepatan tetap 72 km/jam. Berapa jarak yang ditempuh sedan tersebut dalam waktu 30 detik ?

4. Mobil A bergerak dengan kecepatan tetap 20 m/s, sedangkan mobil B juga bergerak dengan kecepatan tetap 15 m/s. Jika titik acuan awal kedua mobil sama berapakah jarak mobil A dengan mobil B setelah bergerak selama 5 menit?

5. Benda mula mula diam, dua detik kemudian kecepatannya menjadi 12 m/s. Hitung percepatan yang dialami benda. (gambarkan model mobil dengan besaran besaran fisikanya)

6. Benda mula-mula bergerak dengan kecepatan 12 m/s karena suatu hal tiga detik kemudian benda berhenti. Hitung percepatan yang dialami benda. (gambarkan model awal dan akhirnya)

7. Benda mula-mula bergerak dengan kecepatan 10 m/s karena diperlambat kecepatannya turun menjadi 2 m/s dalam waktu 4 detik. Hitunglah a. percepatan benda, b, jarak yang ditempuh selama 4 detik tersebut.

8. Balok mula-mula bergerak di atas bidang mendatar yang licin dengan kecepatan 2 m/s, balok di dirong sehingga mengalami percepatan 3 m/s2. A. Hitung kecepatan balok 4 detik setelah didorong. B. Hitung jarak tempuh 4 detik setelah balok di dorong.

9. Kecepatan sepeda mula-mula 36 km/jam. Karena mengalami pengereman selama 2 detik kecepatannya turun menjadi 18 km/jam. Berapa besar dan arah percepatan sepeda? Nyatakan dalam m/s2.

10. Hitung jarak yang ditempuh selama pengereman dari soal nomer 9 di atas.

11. Berapakah kecepatan dari benda yang bergerak, dari grafik di bawah ini?

12. Berapakah kecepatan dari benda yang bergerak, dari grafik di bawah ini?

13.  Berapakah kecepatan awal dan berapakah percepatan dari gerak benda yang ditampilkan pada grafik kecepatan vs waktu berikut ini?

14.   Dari soal no 13 tsb berapa jarak tempuh benda dari awal hingga detik ke empat?

15.  Sebuah kendaraan yang bergerak dengan kelajuan 25 m/s direm sehingga memperoleh perlambatan tetap 2 m/s2.    Berapakah kelajuannya setelah kendaaraan menempuh jarak 150 meter?

16.  Mobil mula-mula bergerak dengan kecepatan tetap 10 m/s. kemudian direm sehigga mengalami perlambatan tetap 2 m/s2.  Berapa jarak tempuh mobil dari pengereman hingga berhenti?

(perlambatan adalah percepatan dengan nilai negatif, secara vektor dikatakan arah percepatan berlawanan dengan arah kecepatan) saat melihat animasi perhatikan arah percepatan dan kecepatannya.

Semoga Bermanfaat....

| LG |