Gerak Benda

Konsep Gerak

Setiap benda selalu bergerak melalui lintasannya. Lintasannya berupa lintasan lurus, melingkar, parabola, atau tidak beraturan. Benda yang melintas pada lintasan lurus melibatkan jarak, waktu dan kecepatan.

Jarak adalah panjang lintasan yang ditempuh. 

Perpindahan adalah selisih jarak lurus antara posisi awal dengan posisi akhir. 

Contohnya jarak rumah kamu dengan sekolah adalah 2 km. Apabila kamu berangkat dan pulang sekolah, maka jarak yang kamu tempuh adalah 4 km. Tetapi perpindahanya adalah nol. Karena tidak ada jarak posisi awal dan jarak posisi akhir.

Kelajuan adalah kemampuan menempuh jarak tertentu pada setiap detiknya. Bisa dirumuskan dengan :

v = s : t

Keterangan :

v = kelajuan (m/s)

s = jarak tempuh (m)

t = waktu (s)

Kecepatan adalah kemampuan mengukur perpindahan gerak benda tiap satuan waktu. Bisa dirumuskan dengan :

v = Δs : t

Keterangan :

v = kecepatan (km/jam)

Δs = perpindahan (m)

t = waktu (s)

Kelajuan dan kecepatan memiliki definisi yang berbeda, namun pada Gerak Lurus Beraturan (GLB), kecepatan dan kelajuan memiliki nilai, simbol (v) dan satuan (m/s) yang sama.

Gerak Lurus Beraturan (GLB)

Benda bergerak lurus beraturan, bila lintasan geraknya lurus dan kecepatannya setiap saat selalu sama (tetap).

Misalnya ; - Gerak pasukan yang sedang berbaris

                 - Mobil bergerak secara stasioner.

v = s : t

Keterangan :

v = kecepatan (km/jam)

s = perpindahan (m)

t = waktu (s)

Gambar ketukan pita ticker timer pada GLB; 

Jarak setiap ketukan selalu sama (tetap).

Grafik;  

a. Hubungan antara kecepatan (V) dengan selang waktu tempuh (t) adalah:

b. Hubungan antara jarak tempuh (S) dengan selang waktu tempuh (t) adalah:

Contoh Soal

Sebuah pengendara sepeda motor bergerak dengan kelajuan 60 km/jam menuju Kota A yang berjarak 120 km. Maka waktu yang diperlukan pengendara tersebut untuk sampai di Kota A adalah.....

Diketahui :

v = 60 km/jam, s = 120 km

Ditanya : t = .....?

Jawab :

v = s / t

t = s / v

t = 120 / 60

t = 2 jam

Jadi, waktu yang diperlukan oleh pengendara sampai di Kota A adalah 2 jam.

GERAK LURUS BERUBAH BERATURAN (GLBB)

Suatu benda dikatakan bergerak lurus berubah beraturan, jika lintasannya lurus dan kecepatannya berubah secara teratur.

 

Keterangan;

Vt = kecepatan selama t sekon ( m/s )

Vo = kecepatan awal ( m/s )

a  = percepatan ( m/s² )

t  = waktu tempuh ( sekon )

St = jarak yang ditempuh selama t sekon ( meter ).

Ada 2 macam GLBB yaitu ;

1. Gerak lurus dipercepat beraturan

Hal ini terjadi jika kecepatan benda yang bergerak bertambah secara beraturan.

Contoh : - Benda yang dijatuhkan dari ketinggian tertentu (Gerak Jatuh Bebas.

              - Gerak kelereng saat menuruni bidang miring.

Gambar ketukan pita ticker timer pada GLBB dipercepat;

Jarak ketukan semakin lama semakin bertambah panjang

Grafik ; 

a. Hubungan antara kecepatan (V) terhadap waktu tempuh (t) pada GLBB dipercepat

b. Hubungan antara jarak tempuh (S) terhadap waktu tempuh (t) pada GLBB dipercepat

2.  Gerak lurus diperlambat beraturan

Hal ini terjadi jika kecepatan benda yang bergerak berkurang secara teratur.

Contoh : - Sebutir batu yang dilempar ke atas

               - Naik sepeda di jalan tanjakan

               - Sepeda motor yang bergerak kemudian direm sampai berhenti.

Gambar ketukan pita ticker timer pada GLBB diperlambat :

Jarak ketukan semakin lama semakin berkurang panjangnya.

Grafik ; 

a. Hubungan antara kecepatan (V) terhadap waktu tempuh (t) pada GLBB diperlambat

b. Hubungan antara jarak tempuh (S) terhadap waktu tempuh (t) pada GLBB diperlambat

PERCEPATAN dan PERLAMBATAN

a. Percepatan

Keterangan ;

a        =   percepatan ( m/s² )

V₁       =   kecepatan awal (m/s)

V₂       =   kecepatan akhir (m/s)

Dt      =   waktu tempuh (sekon)

b. Perlambatan

Yaitu pengurangan kecepatan setiap sekonnya.

Perlambatan dapat dikatakan pula sebagai percepatan dengan tanda negatif ( - a ).

Contoh Soal

1. Sepeda motor bergerak lurus menuju lampu lalu lintas dengan kecepatan awal 2 m/s ke barat. Jika percepatan sepeda motor 2 m/s², maka kelajuan sepeda motor setelah 5 sekon adalah.....m/s.

Diketahui :

v0 (nol) = 2 m/s , a = 2 m/s² , t = 5 s.

Ditanya : vt = .....?

Jawab :

vt = v0 + a.t

vt = 2 + (2 x 5)

vt = 22 m/s

Jadi, kelajuan seped motor tersebut setelah 5 sekon adalah 22 m/s.

2. Mobil bergerak lurus dengan kelajuan 72 km/jam. Mobil tersebut tiba - tiba direm hingga berhenti. Sejak mobil direm sampai berhenti tersebut menempuh jarak 20 meter. Perlambatan mobil akibat pengereman sebesar.....m/s²

Diketahui :

V0 (nol) = 72 km/jam = 20 m/s , vt = 0 m/s , s = 20 m

Ditanya : a = .....?

Jawab :

vt² = v0² + 2as

0 = (20)² + 2(a).(20)

40a = 400

a = 400 / 40

a = 10 m/s²

Jadi, perlambatan mobil akibat pengereman tersebut sebesar 10 m/s².

Tugas

1. Sebuah kontainer bergerak dari Tanjung Priuk mulai pukul 06.00 WIB dan sampai di Marunda pada pukul 07.00 WIB. Jika jarak tempuh mobil tersebut 10 km, maka kelajuan mobil tersebut sebesar ....

2. Mobil transjakarta dengan kecepatan 60 km/jam melaju selama 1 jam 30 menit. Jarak yang ditempuh adalah ....

3. Sebuah kapal bergerak lurus dipercepat beraturan dengan kecepatan awal 25 m/s. Setelah 15 sekon, kecepatannya menjadi 55 m/s. Hitunglah percepatannya ....

4. Sebuah peluru bergerak dengan percepatan tetap sebesar 10 m/s². Setelah bergerak selama 2 sekon, kecepatan partikel tersebut menjadi 300 m/s. Tentukan kecepatan awal peluru tersebut ....

5. Sebuah sepeda bergerak dengan kecepatan awal 1 m/s. Setelah bergerak di jalan menurun selama 15 sekon, kecepatan benda tersebut menjadi 4 m/s. Berapakah perpindahan yang ditempuh benda selama waktu tersebut ....