GERAK LURUS
Suatu benda melakukan gerak, bila
benda tersebut kedudukannya (jaraknya) berubah setiap saat terhadap titik
asalnya ( titik acuan ).
Sebuah benda dikatakan bergerak
lurus, jika lintasannya berbentuk garis lurus. Contoh : - gerak jatuh bebas
- gerak mobil di jalan.
Gerak
lurus yang kita bahas ada dua macam yaitu :
1.
Gerak lurus beraturan (disingkat GLB)
2.
Gerak lurus berubah beraturan (disingkat
GLBB)
Definisi
yang perlu dipahami :
1.
KINEMATIKA ialah ilmu yang mempelajari gerak tanpa
mengindahkan penyebabnya.
2.
DINAMIKA ialah ilmu yang mempelajari gerak
dan gaya-gaya penyebabnya.
JARAK DAN PERPINDAHAN PADA GARIS LURUS.
-
JARAK merupakan panjang lintasan yang
ditempuh oleh suatu materi (zat)
-
PERPINDAHAN ialah perubahan posisi
suatu benda yang dihitung dari posisi awal
(acuan)benda tersebut
dan tergantung pada arah geraknya.
a. Perpindahan POSITIF
jika arah gerak ke KANAN
b. Perpindahan NEGATIF
jika arah gerak ke KIRI
contoh:
*
Perpindahan dari x1 ke x2 = x2 - x1
= 7 - 2 = 5 ( positif )
*
Perpindahan dari x1 ke X3 = x3 - x1
= -2 - ( +2 ) = -4 ( negatif )
GERAK LURUS BERUBAH BERATURAN ( GLB )
Lihat bahan diskusi dan animasi di
WWW.stevanus_fisika.homestead.com
Gerak
lurus beraturan ialah gerak dengan lintasan serta kecepatannya selalu tetap.
KECEPATAN
( v ) ialah besaran vektor yang besarnya sesuai dengan perubahan lintasan
tiap
satuan waktu.
KELAJUAN ialah besaran skalar yang besarnya sesuai dengan
perubahan lintasan tiap
satuan
waktu.
Pada Gerak Lurus Beraturan (
GLB ) berlaku rumus : x = v . t
dimana
: x = jarak yang ditempuh ( perubahan lintasan )
v = kecepatan
t = waktu
Grafik
Gerak Lurus Beraturan ( GLB )
a.
Grafik v terhadap t
Kita lihat grafik di samping : dari rumus x = v . t, maka :
t = 1 det, x = 20 m
t = 2 det, x = 40 m
t = 3 det, x
= 60 m
t = 4 det, x = 80 m
Kesimpulan : Pada grafik v terhadap t, maka besarnya
perubahan lingkaran benda
( jarak ) merupakan luas bidang yang
diarsir.
b.
Grafik x terhadap t.
Kelajuan
rata-rata dirumuskan : 
Kesimpulan : Pada Gerak Lurus beraturan kelajuan rat-rata
selalu tetap dalam
selang waktu sembarang.
GERAK LURUS BERUBAH BERATURAN ( GLBB )
Lihat bahan diskusi dan animasi di
WWW.Stevanus_fisika.homestead.com
Hal-hal
yang perlu dipahami dalam GLBB :
1.
Perubahan kecepatannya selalu tetap
2.
Perubahan kecepatannya tiap satuan waktu disebut : PERCEPATAN.
( notasi = a )
3.
Ada dua macam perubahan kecepatan :
a. Percepatan : positif bila a > 0
b. Percepatan : negatif bila a < 0
4.
Percepatan maupun perlambatan selalu tetap.
a
= 
Bila
kelajuan awal = vo dan kelajuan setelah selang waktu t = vt, maka :
a = 
at
= vt -vo
vt = vo + at
Oleh
karena perubahan kecepatan ada 2 macam ( lihat ad 3 ) , maka GLBB juga dibedakan menjadi dua macam yaitu :
GLBB dengan a > 0 dan GLBB
< 0 , bila percepatan searah dengan kecepatan benda maka pada benda
mengalami percepatan, jika percepatan berlawanan arah dengan kecepatan maka
pada benda mengalami perlambatan.
Grafik
v terhadap t dalam GLBB.
a > 0
vo=0
vt = vo + at
vt = at
|
a > 0
vo
 0
vt = vo + at
|
a < 0
vo
0
vt = vo + at
|
GRAFIKNYA BERUPA “GARIS LURUS”
JARAK YANG DITEMPUH = LUAS GRAFIK V
TERHADAP T.
 |
x = Luas trapesium
= ( vo + vt ) .
 t
= ( vo + vo + at ) .
t
= ( 2vo + at ) .
t
x = vot +
at2 |
Grafik
x terhadap t dalam GLBB
a > 0; x = vot +
at2 |
a < 0; x = vot +
at2 |
GRAFIKNYA BERUPA ‘PARABOLA”
GERAK VERTIKAL PENGARUH GRAFITASI BUMI.
a. Gerak jatuh bebas.
Gerak jatuh bebas ini merupakan gerak lurus berubah beraturan
tanpa kecepatan awal
( vo ), dimana percepatannya disebabkan karena gaya tarik
bumi dan disebut percepatan grafitasi bumi ( g ).
Misal : Suatu benda dijatuhkan dari suatu ketinggian
tertentu, maka :
Rumus GLBB : vt = g
. t
y =
g t2 |
 |
b. Gerak benda dilempar ke bawah.
Merupakan GLBB
dipercepat dengan kecepatan awal vo.
Rumus GLBB : vt = vo
+ gt
y = vot +
gt2 |
 |
c. Gerak benda dilempar ke atas.
Merupakan GLBB
diperlambat dengan kecepatan awal vo.
Rumus GLBB : vt = vo
- gt
y = vot -
gt2 |
 |
y
= jarak yang ditempuh setelah t detik.
Syarat
- syarat gerak vertikal ke atas yaitu :
a.
Benda mencapai ketinggian maksimum jika vt = 0
b.
Benda sampai di tanah jika y = 0
LATIHAN SOAL
1.
Terangkanlah arti grafik-grafik di
bawah ini. dan tulis persamaan geraknya.
2.
Dalam waktu 4jam, sebuah kendaraan dapat menempuh jarak sejauh 270 km.
jam, sebuah kendaraan dapat menempuh jarak sejauh 270 km.
a. Berapa kecepatan rata-rata
kendaraan ?
b. Dengan kecepatan rata-rata
tersebut, berapa jarak ditempuh selama 7 jam.
c. Dengan kecepatan rata-rata
tersebut, berapa waktu diperlukan untuk menempuh
jarak sejauh 300 km.
3.
Sebuah perahu berlayar dari A ke B
dengan kecepatan 10 km/jam dan kembali dari
B ke A dengan kecepatan 16 km/jam.
Hitung : a. Kecepatan rata-rata perahu
b. Kecepatan arus sungai.
4.
Sebuah kendaraan bergerak dengan
kecepatan 80 km/jam selama 
t yang pertama dan kecepatan 40 km/jam selama t yang lain.
t yang pertama dan kecepatan 40 km/jam selama t yang lain.
Hitunglah kecepatan rata-rata kendaraan
tersebut.
5.
Sebuah kendaraan bergerak dengan
kecepatan 80 km/jam dalam menempuh jarak s yang pertama dan dengan kecepatan 40 km/jam dalam menempuh
jarak s yang lain. Hitunglah kecepatan rata-rata kendaraan
tersebut.
s yang pertama dan dengan kecepatan 40 km/jam dalam menempuh
jarak s yang lain. Hitunglah kecepatan rata-rata kendaraan
tersebut.
6.
Sebuah titik P berangkat dari A
kearah B dengan kecepatan 7 cm/det ; 4 det kemudian berangkat sebuah titik Q
dari B kearah A dengan kecepatan 4
cm/det. AB = 149 cm, jika gerak P dan Q beraturan, sesudah berapa detik,
terhitung dari berangkatnya P, mereka bertemu dan berapa pada saat itu jarak AP
?
7.
Dua titik A dan B bergerak dengan
kecepatan tetap sepanjang garis PQ = 11,7 dari P ke Q. Kecepatan A = 3 cm/det dan
berangkatnya 10 detik lebih dahulu dari b yang kecepatannya 11 cm/det. Setiba P
di Q ia terus kembali dengan kecepatan yang sama.
Berapa jauh dari P titik B menyusul titik A ?
dan sesudah berapa detik, terhitung dari berangkatnya titik A.
8.
Sebuah perahu berlayar arah tegak
lurus tepi sungai dengan kecepatan 7,2 km/jam.
Arus sungai membawa perahu tersebut
sejauh 150 m ke hilir jika lebar sungai km.
km.
Hitunglah : a. Kecepatan arus
sungai
b.Waktu yang diperlukan oleh
perahu menyeberangi sungai
9.
Sebuah kendaraan dari keadaan diam,
bergerak dengan kecepatan 40m/det dalam
waktu 10 detik.
a. Berapa besar percepatannya.
b. Dengan percepatan yang tetap dan
sama, berapa kecepatan kendaraan setelah
bergerak selama 15 detik ?
10. Dalam
waktu 1,5 detik, kecepatan kendaraan berubah dari 20 km/jam menjadi 30 km/jam. Berapa besarnya
percepatannya ? Dengan percepatan yang tetap dan sama, berapa detik diperlukan
oleh kendaraan itu untuk mengubah kecepatannya dari 30 km/jam menjadi 36 km/jam ?
11. Sebuah kendaraan dari keadaan diam, bergerak dengan
percepatan 8 m/det2.
a. Berapa lama diperlukan oleh
kendaraan itu untuk mendapatkan kecepatan 24m/det.
b. Dan berapa jarak yang telah ditempuh
oleh kendaraan selama itu.
12. Suatu
titik materi bergerak beraturan dipercepat dengan kecepatan awal vo = 75 cm/det. Selama 12
detik sejak permulaan, ditempuhnya 1260 cm.
Berapakah percepatan gerak itu ?
13. Suatu
titik bergerak dipercepat beraturan dengan vo = 20 m/det dan a = 4 m/det2.
Setelah ditempuh jalan 112m, gerak menjadi beraturan dengan kecepatan yang
didapatnya pada saat itu, 2 detik kemudian diganti lagi dengan gerak
diperlambat beraturan dengan a = -6 m/det2.
a. Setelah berapa detik titik itu
berhenti ?
b. Berapa panjang jalan seluruhnya ?
14. Titik
materi P bergerak dari A ke B melalui lintasan lurus dengan gerak beraturan
dipercepat dengan 6 m/det2 dan tidak dengan kecepatan awal. Pada
saat yang sama titik materi Q memulai gerak beraturan diperlambat dengan 4
m/det2 dari B ke A dengan kecepatan permulaan 60 m/det. Panjang
lintasan AB = 864 m. Tentukan tempat dan waktu kedua titik materi itu bertemu ?
15. Sebuah
benda dilemparkan vertikal ke atas mencapai ketinggian maksimum 10 m. Jika grafitasi
setempat = 10 m/det2.
a. Setelah berapa detik benda tiba
kembali di bumi terhitung mulai saat benda
dilemparkan.
b. Berapa tinggi maksimum dicapai
oleh benda jika kecepatan awalnya diperbesar
dua kali semula ?
16. Sebuah
benda dilemparkan vertikal ke atas dan 3 detik kemudian tiba di bumi.
a. Berapa besarnya kecepatan awal
vo ?
b. Berapa tinggi maksimum yang
dicapai oleh benda ?
Grafitasi pada saat itu = 10 m/det2.
17. Sebuah
benda jatuh bebas dari ketinggian 19,6 m. Jika grafitasi pada saat itu = 9,8 m/det2. Hitung
jarak yang ditempuh benda.
a. Selama 0,1 detik yang pertama.
b. Selama 0,1 detik yang terakhir.
18. Sebuah
benda jatuh bebas dari ketinggian h m di atas tanah. ( g = 9,8 m/det2 )
Selama satu detik terakhir, benda
itu telah menjalani setengah dari seluruh lintasannya.
Hitung : a. h
b. Waktu yang diperlukan oleh
benda untuk tiba di bumi.
19. Posisi
suatu partikel sebagai fungsi waktu ditabelkan di bawah ini.
t(det)
|
0
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
s(m)
|
0
|
2,2
|
6,9
|
13,9
|
23,1
|
34,3
|
47,2
|
61,6
|
77,1
|
93,4
|
110
|
Hitunglah :
a. Kecepatan rata-rata 5 detik pertama dan seluruh
perjalanan.
b. Kecepatan rata-rata
pada interval t = 3 detik dan t = 7 detik.
c. Kecepatan rata-rata pada interval t = 4 detik dan t = 6
detik.
 |
Sebuah mobil bergerak menurut grafik di samping ini.
a. Jelaskan arti grafik.
b. Hitunglah jarak yang ditempuh selama
30 detik dengan :
(1)
rumus jarak
(2)
luas grafik.
|
  |
Mobil A dan mobil B berangkat dari tempat yang sama, mempunyai arah
yang sama menurut grafik di sebelah.
Setelah berapa detik dan pada jarak berapa mereka bertemu kembali ?
|
