Gerak Lurus

Gerak adalah perubahan posisi atau tempat terhadap suatu titik acuan. Benda dikatakan bergerak jika benda mempunyai kecepatan.

A.      Gerak Lurus

Mobil bergerak dengan lurus, apel jatuh dari pohonnya, semua itu adalah contoh gerak lurus. Jika gerak dalam lintasan lurus dengan kecepatan tetap, disebut dengan Gerak Lurus Beraturan (GLB). Jika benda bergerak dalam lintasan lurus denggan kecepatan yang berubah secara tetap, disebut Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB).

1.       Gerak Lurus Beraturan (GLB)

Gerak pada lintasan lurus dengan kecepatan tetap (v = tetap) dan percepatannya nol (a = 0).

Syarat benda bergerak Lurus Beraturan

·     Lintasan benda berupa garis lurus

·     Kecepatan benda tetap (v = konstan)

·     Dalam selang waktu yang sama menempuh jarak sama.

·     Percepatan benda sama dengan nol (a = 0)

Perhatikan contoh berikut:

Hitunglah berapa kecepatan pada setiap posisi berikut!

Didapat:

è  s₁ =20 meter dan t₁ = 5 detik

Kecepatan adalah perpindahan setiap satu detik. Maka, kecepatan mobil tersebut adalah 4 meter/det.

è  s₂ = 40 meter dan t₂ = 10 detik

Maka, kecepatan mobil tersebut adalah 4 meter/det.

è  s₃ = 60 meter dan t₃ = 15 detik

Maka, kecepatan mobil tersebut adalah 4 meter/det.

Dari contoh tersebut ketiga posisi menunjukkan besar kecepatan yang sama (konstan), sehingga bisa dibuat grafik sebagai berikut:

Secara matematis hubungan antara kecepatan, selisih waktu dan jarak yang ditempuh benda yang bergerak GLB dapat ditulis:

Dimana:

s        = jarak tempuh benda dalam meter (m)

v        = kecepatan benda dalam meter per detik (m/det.)

t        = waktu tempuh dalam detik (det.)

2.       Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

Selain gerak lurus beraturan, dalam Fisika juga terdapat jenis gerak lurus berubah beraturan yaitu gerak suatu benda yang menempuh lintasan lurus dengan perubahan kecepatan yang konstan dengan kata lain percepatan tetap (a = konstan).

Syarat benda bergerak lurus berubah beraturan:

·               Lintasan benda berupa garis lurus.

·               Dalam selang waktu sama, perubahan kecepatannya tetap.

·               Mempunyai percepatan tetap.

a.            Gerak Lurus pada Bidang Horizontal

Perhatikan penalaran-penalaran berikut:

Sebuah mobil mula-mula diam kemudian dipercepat selama 2 detik sejingga memiliki kecepatan 4 m/det. Berapa percepatannya?

Pertambahan kecepatan selama 2 detik = 4 m/det

Pertambahan kecepatan selama 1 detik = 2 m/det

Percepatannya 2 m/det²

1)           Sebuah mobil mula-mula memiliki kecepatan 5 m/s kemudian dipercepat selama 3 detik sehingga memiliki kecepatan 20 m/s. berapakah percepatannya?

Pertambahan kecepata selama 3 detik = 20 – 5 = 15 m/det

Pertambahan kecepatan selama 2 detik = 15 – 5 = 10 m/det

Pertambahan kecepatan selama 1 detik = 10 – 5 = 5 m/det

Percepatannya 5 m/det²

Dari penalaran di atas maka didapatkan hubungan matematis sebagai berikut:

Dimana:

s        = jarak tempuh benda dalam meter (m)

v_o      = kecepatan awal benda dalam meter per detik (m/det.)

v_t       = kecepatan akhir benda dalam meter per detik (m/det.)

t        = waktu tempuh dalam detik (det.)

a        = percepatan benda dalam meter/detik kuadrat (m/det²)

b.            Gerak Lurus pada Bidang Vertikal

Gerak vertikal merupakan contoh kasus gerak lurus berubah beraturan. Hal ini karena benda yang bergerak vertikal akan dipercepat dengan percepatan tetap kira-kira 9,8 m/s² dan disebut degan percepatan gravitasi. Sebagai contoh bola yang dilempar tegak lurus keatas akan jatuh kembali ke bumi. Pada dasarnya gerak vertikal terdiri dari tiga jenis gerak, yaitu gerak vertikal ke bawah, gerak vertical ke atas dan gerak jatuh bebas.

1)      Gerak Vertikal ke Bawah

Jika sebuah benda dijatuhkan dari suatu tempat yang tinggi dengan kecepatan awal tidak sama dengan nol (v_o ≠ 0), maka benda akan bergerak ke bawah dan dipercepat dengan percepatan tetap dengan percepatan gravitasi (g = 9,8 m/s²).

2)      Gerak Vertika ke Atas

Jika sebuah benda dilemparkan secara tegak lurus ke atas, maka benda akan bergerak dan mempunyai percepatan sebesar -9,8 m/s² ( tanda minus karena berlawanan arah gravitasi).

 

3)      Gerak Jatuh Bebas

Gerak jatuh bebas merupakan gerak vertikal ke bawah, tetapi kecepatan awal benda sama dengan nol (v_o = 0).

Contoh:

Ahmad melempar sebuah batu vertikal ke atas dengan kecepatan 30 m/s. berapakah ketinggian maksimum yang dapat dicapai oleh batu dan berapa lamanya?

Setiap detik gravitasi mengambil 10 m/s kecepatan batu, sehingga waktu yang dibutuhkan batu untuk mencapai ketinggian maksimum adalah 3 detik.

Ketinggian maksimum batu adalah:

Dari beberapa penalaran di atas maka didapatkan hubungan matematis sebagai berikut:

Dimana:

h       = jarak tempuh benda dalam meter (m)

v_o      = kecepatan awal benda dalam meter per detik (m/det.)

v_t       = kecepatan akhir benda dalam meter per detik (m/det.)

t        = waktu tempuh dalam detik (det.)

             g        = percepatan benda dalam meter/detik kuadrat (9,8 m/det²)

Tweet