Dalam kehidupan sehari-hari terutama saat beraktivitas, kita tidak pernah terlepas dari gerak. Kita berangkat ke sekolah dikatakan bergerak. Menulis, berjalan, olahraga, bersepeda, dan aktivitas lainnya tidak lepas dari gerak, yang menjadi pertanyaannya yaitu kapankah sebuah benda dikatakan bergerak atau mengalami gerak? mau tahu jawabannya silahkan intip materi Gerak Lurus. Materi gerak lurus terdiri dari beberapa bagian seperti besaran-besaran yang digunakan dalam gerak, Gerak Lurus Beraturan (GLB), Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB), dan Gerak Jatuh Bebas baik gerak vertikal keatas dan kebawah. Untuk lebih jelasnya silahkan intip materi gerak lurus di bawah ini:
Suatu benda dikatakan bergerak apabila kedudukannya berubah terhadap acuan tertentu. Titik-titik berurutan yang dilalui oleh suatu benda saat bergerak disebut lintasan. Gerak benda pada lintasan lurus disebut gerak lurus.
Jarak dan Perpindahan
Saat benda bergerak, benda tersebut berpindah dan menempuh jarak tertentu. Di sini kita perlu memahami konsep jarak dan perpindahan. Jarak adalah panjang lintasan yang sesungguhnya ditempuh benda selama bergerak. Perpindahan adalah perubahan kedudukan (atau posisi) awal dan akhir benda selama bergerak. Jarak merupakan besaran skalar, sedangkan perpindahan merupakan besaran vektor. Arah perpindahan adalah dari kedudukan awal ke kedudukan akhir saat bergerak.
Contoh soal :
Sebuah mobil bergerak 60 km kearah timur, kemudian berbalik menempuh jarak 20 km ke arah barat. Tentukanlah:
(a). Jarak total yang ditempuh mobil,
(b). Perpindahan mobil dari kedudukan semula.
Penyelesaian:
Pada saat kita berbicara tentang gerak, hampir tidak mungkin menggunakan kata kelajuan atau kecepatan. Kelajuan dan kecepatan merupakan karakteristik dari suatu benda yang sedang bergerak, di mana suatu benda dinyatakan bergerak jika memiliki kelajuan dan kecepatan.
Kelajuan dan kecepatan
Kelajuan merupakan jarak yang ditempuh benda tersebut tiap satuan waktu tanpa memerhatikan ke arah mana benda tersebut bergerak, sehingga kelajuan adalah besaran skalar. Sedangkan kecepatan merupakan perpindahan benda tiap satuan waktu dengan memerhatikan arahnya, sehingga kecepatan adalah besaran vektor. Selain itu terdapat pula kelajuan rata-rata dan sesaat, serta kecepatan rata-rata dan sesaat.
Kelajuan rata-rata didefinisikan sebagai perbandingan jarak yang ditempuh terhadap waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak tersebut.
Kecepatan rata-rata didefinisikan sebagai perbandingan perpindahan yang terjadi terhadap waktu yang diperlukan untuk melakukan perpindahan tersebut.
Dalam banyak hal, informasi yang dibutuhkan adalah kecepatan benda itu pada saat tertentu di posisi tertentu, bukan selama selang waktu tertentu. Kecepatan itu disebut dengan kecepatan sesaat yang dapat diperoleh dengan mengambil selang waktu ∆t yang sangat kecil, mendekati nol. Kecepatan sesaat secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut.
Umumnya, konsep kecepatan sesaat digunakan pada kejadian yang membutuhkan waktu yang sangat pendek. Dalam kehidupan sehari-hari kecepatan sesaat disebut dengan kecepatan saja tanpa kata sesaat. Selain itu ada pula istilah kelajuan sesaat yang merupakan besar dari kecepatan sesaat. Nilainya selalu positif dan merupakan besaran skalar. Misalnya, kelajuan yang tertera pada speedometer.
Contoh soal:
Seseorang berjalan lurus 30 m ke barat dalam waktu 70 sekon, kemudian 20 m ke timur dalam waktu 30 sekon. Hitung kelajuan rata-rata dan kecepatan rata-rata orang tersebut selama perjalanan.
Penyelesaian:
Contoh soal:
Sebuah mobil bergerak sepanjang sumbu-x sesuai dengan persamaan x= 2t*3+ 5t*2 +5, dengan x dalam m dan t dalam s. Tentukan kecepatan rata-rata dalam interval waktu antara 1 s dan 3 s.
Penyelesaian:
Di dunia nyata, hanya sedikit benda yang bergerak dengan kecepatan konstan untuk lintasan yang sangat panjang. Suatu benda yang kecepatannya bertambah atau berkurang, atau arahnya berubah, dikatakan mengalami percepatan.
Percepatan didefinisikan sebagai laju perubahan kecepatan terhadap waktu. Jika kecepatan awal benda vo dan berubah menjadi v selama interval waktu t. Sebuah percepatan juga akan mengalami percepatan negatif jika mengalami perlambatan. Selain itu terdapat pula, Percepatan rata-rata yang didefinisikan sebagai perbandingan perubahan kecepatan dengan selang waktunya. Secara matematis ditulis sebagai berikut:
Percepatan rata-rata negatif artinya sama dengan perlambatan rata-rata.
Percepatan rata-rata tidak menggambarkan percepatan pada suatu waktu tertentu. Percepatan pada waktu tertentu disebut dengan percepatan sesaat atau dalam kehidupan sehari-hari hanya disebut percepatan. Percepatan sesaat didefinisikan sebagai limit percepatan rata-rata ketika selang waktunya mendekati nol (sangat kecil). Secara matematis ditulis sebagai berikut:
Contoh Soal:
Mobil bergerak dengan kecepatan awal 20 m/s. Setelah 10 sekon, kecepatannya berubah menjadi 40 m/s. Berapa percepatan yang dialami mobil tersebut?
Penyelesaian:
Contoh Soal :
Sepeda motor bergerak mengikuti persamaan kecepatan sebagai fungsi waktu v = 2t*4-3t*2+2, dengan v dalam m/s dan t dalam sekon. Tentukan percepatan rata-rata dari t =3 s sampai pada t = 4 s.
Penyelesaian:
Gerak Lurus Beraturan
Pada gerak lurus Beraturan (GLB), benda bergerak menempuh lintasan lurus dengan kecepatan dan arah gerak selalu tetap. Karena arah geraknya tetap maka kelajuan benda sama dengan kecepatannya. Selain itu perpindahan benda sama dengan jarak yang ditempuh selama bergerak. Kecepatan tetap disini mengandung arti benda menempuh jarak yang sama untuk selang waktu yang sama.
Gerak lurus beraturan dapat digambarkan menggunakan dua grafik, yaitu grafik jarak terhadap waktu (s-t) dan grafik kecepatan terhadap waktu (v-t) berikut ini:
Pada grafik s-t hubungan jarak dan waktu digambarkan oleh garis lurus. Berarti jarak berbanding lurus dengan waktu. Jarak dapat dinyatakan sebagai luas daerah di bawah grafik v-t. Secara matematis, jarak dapat ditulis sevagai berikut. s = v.t
Contoh soal :
Perhatikan grafik kecepatan terhadap waktu berikut ini:
Tentukan perpindahan yang dialami benda dari t= 0 sampai t=12 s!
Penyelesaian:
Perhatikan diagram berikut ini
Bila disajikan grfaik v-t maka perpindahan ditentukan dari luas daerah di bawah grafik.
Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
Benda dikatakan bergerak lurus berubah beraturan (GLBB) bila benda bergerak dalam lintasan lurus dengan percepatan tetap. Percepatan tetap mengandung arti untuk tiap selang waktu yang sama benda mengalami perubahan (pertambahan atau pengurangan) kecepatan yang sama.
Gerak lurus berubah beraturan dapat digambarkan berupa grafik jarak terhadap waktu (s-t) dan grafik kecepatan terhadap waktu (v-t). Kedua grafik ditunjukkan berikut ini.
Pada grafik s-t, jarak dan waktu dihubungkan secara kuadrat (bukan linier), yaitu jarak dinyatakan sebagai fungsi kuadrat dari waktu. Selain itu, jarak juga dinyatakan sebagai luas daerah di bawah grafik v-t. Persamaan-persamaan yang menggambarkan gerak lurus berubah beraturan dituliskan sebagai berikut ini:
so = jarak awal, vo = kecepatan awal, dan vt = kecepatan akhir.
Persamaan diatas berlaku untuk percepatan positif atau benda yang dipercepat. Untuk benda yang diperlambat, persamaan sama dengan persamaan diatas hanya percepatan bernilai negatif
Contoh soal:
Sebuah bola dilempar ke atas dengan kecepatan tertentu. Setelah 2 sekon, bola kembali ke tempat semula. Jika g = 10 m/s*2. Tentukan:
a.Kecepatan awalnya
b.Ketinggian maksimum
Penyelesaian:
Materi Gerak Lurus ini mengambil referensi dari beberapa buku yaitu:
Nufus, Nurhayati dkk. 2009. Fisika untuk SMA/MA Kelas X. Jakarta: Pustaka Insan Madani.
Saptahari, Bayu. 2012. Kumpulan Rumus Fisika Superlengkap SMA/MA.Jakarta: Gramedia Widiasarana Indonesia
Supiyanti. 2006. Fisika untuk SMA/MA Kelas X. Jakarta : Phibeta.
