Gerak Lurus Beraturan (GLB)

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan

A. Gerak Lurus Beraturan (GLB)

Sebuah benda dikatakan bergerak bila posisinya berubah terhadap suatu titik acuan. Panjang lintasan yang ditempuh benda bergerak disebut jarak, sedangkan perubahan posisinya terhadap titik acuan disebut perpindahan. Berdasarkan lintasan dan kelajuannya gerak dibedakan menjadi gerak beraturan dan tidak beraturan.

1. Kelajuan dan Kecepatan

Kelajuan tidak bergantung pada arah sehingga kelajuan selalu bernilai positif. Sedangkan kecepatan bergantung pada arah. Oleh karena itu, kecepatan dapat bernilai positif dan negatif. Kecepatan mobil 60 km/jam ke selatan berbeda dengan kecepatan mobil 60 km/jam ke utara walaupun keduanya memiliki besar kelajuan yang sama. Kedua kecepatan ini berlawanan arah. Jika kecepatan ke selatan kita tetapkan positif, kita tulis +60 km/jam, maka kecepatan ke utara bernilai negatif, kita tulis –60 km/jam. Jadi, kecepatan adalah kelajuan yang disertai dengan arahnya. Kelajuan merupakan perubahan kedudukan benda setiap satuan waktu atau perpindahan benda tiap satuan waktu. Untuk lebih memahami pengertian kelajuan sekaligus persamaannya, lakukan kegiatan berikut.

Laju benda yang bergerak dapat dihitung dengan cara membagi jarak yang ditempuh benda itu dengan waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak itu.

Laju = diperlukan yang Waktu ditempuh yang Jarak = meter sekon v = s_t Keterangan:

v = kelajuan satuannya meter per sekon (m/s) s = jarak yang ditempuh satuannya meter (m) t = waktu yang diperlukan satuannya sekon (s)

Semakin besar kelajuan suatu benda, semakin singkat waktu yang digunakan benda itu untuk menempuh suatu jarak. Jika sebuah mobil bergerak dengan jarak perpindahan yang ditempuh setiap sekon selalu sama, dikatakan mobil tersebut bergerak dengan kelajuan tetap.

Gambar 11.1 Mobil yang bergerak lurus apabila kelajuannya tetap akan me- lakukan gerak lurus beraturan

Sumber:www.epa.gov

Gambar 11.2Spidometer pada kendaraan berfungsi untuk mengetahui kelajuannya

Sumber:www.photo.net

Apa yang akan kita pelajari dalam bab ini? Coba perhatikan peta konsep berikut!

dibedakan berdasarkan kecepatan

GLB

GLBB Gerak lurus

Perhatikan Gambar 11.3. Waktu tempuh mobil pada saat bergerak dari A–B (s₁), dari B–C (s₂), dari C–D (s₃), dan dari D–E (s₄) sama, yaitu t_s. Dengan demikian, mobil dikatakan bergerak dari A–E dengan kelajuan tetap.

Pada umumnya, benda bergerak dengan kelajuan tidak tetap atau berubah-ubah. Benda yang bergerak demikian dikatakan bergerak tidak beraturan. Bila benda bergerak tidak beraturan, kelajuan yang kita gunakan yaitu kelajuan rata-rata. Kelajuan rata- rata merupakan hasil bagi antara jumlah seluruh jarak yang ditempuh dan jumlah waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak itu. Kelajuan rata-rata dirumuskan sebagai berikut.

v_rata-rata = s

t

Σ Σ

Keterangan:

v_rata-rata = kelajuan rata-rata, satuannya meter per sekon (m/s)

∑s = jumlah seluruh jarak yang ditempuh, satuannya meter (m)

∑t = jumlah seluruh waktu tempuh, satuannya sekon (s) s₁ = s₂ = s₃ = s₄

t_s t_s t_s t_s

A _s B C D E

1 s2 s3 s4

Gambar 11.3 Skema gerak mobil dengan kelajuan tetap

Pesawat Supersonik

Pesawat tempur F–16 dengan nama Fighting Falcon mampu ter- bang dengan kelajuan maksimum 2.124 km/jam. Kelajuan pesawat itu hampir 2 kali kelajuan suara (kelaju- an suara 1.224 km/jam).

Pesawat F-16 biasa disebut dengan pesawat Supersonik. Pesawat F-16 jarang sekali terbang rendah apabila kelajuannya maksi- mum. Mengapa demikian? Ketika terbang dengan kelajuan maksi- mum pesawat F-16 dapat menimbul- kan dentuman atau getaran yang sangat kuat. Apabila pesawat F-16 terbang rendah di atas pemukiman penduduk, dentumannya dapat me- mecahkan kaca-kaca bangunan dan dapat memekakkan telinga.

Sumber:www.danshistory.com

1. Endang berjalan lurus dalam waktu 2 menit. Jika Endang menempuh jarak 90 meter, berapakah kelajuan Endang?

Penyelesaian:

Diketahui: s = 90 meter t = 2 menit

= 2 (60 sekon) = 120 sekon

Ditanyakan: besar kecepatan atau kelajuan (v)

Jawab: v = s_t = 90 m

120 sekon = 0,75 m/s

Jadi, kelajuan Endang berjalan 0,75 m/s.

2. Pada lomba lari maraton, seorang pelari berlari ke timur. Pada 5 menit pertama menempuh jarak 1,5 km, 8 menit kemudian menempuh jarak 3 km, 12 menit berikutnya menempuh jarak 3,5 km, dan 5 menit selanjutnya menempuh jarak 1 km.

Berapakah kecepatan rata-rata pelari tersebut?

Penyelesaian: Diketahui:

total jarak yang ditempuh (Σs): 1,5 km + 3 km + 3,5 km + 1 km = 9 km

= 9.000 m total waktu tempuh (Σt):

5 + 8 + 12 + 5 = 30 menit = 1.800 sekon

Membuat Grafik v – t untuk Gerak Lurus Beraturan A. Apa yang Kalian Perlukan?

1. troli atau mobil mainan 2. ticker timer (pewaktu ketik) 3. pita kertas

4. tali

5. papan yang licin 6. gunting

B. Apa yang Harus Kalian Lakukan?

1. Susunlah alat dan bahan seperti gambar di atas!

2. Hidupkan pewaktu ketik, kemudian tarik- lah troli dengan laju tetap selama be- berapa saat!

3. Setelah selesai, matikan pewaktu ketik! 4. Ambil pita dari pewaktu ketik!

5. Amati ketukan yang tercetak pada pita kertas!

6. Potong-potong pita kertas dengan setiap potongan berisi 5 titik hasil ketukan!

7. Ukurlah panjang setiap potongan pita tersebut!

8. Buatlah sumbu koordinat v dan t ! 9. Tempelkan setiap potongan pita di sumbu

koordinat secara berjajar (vertikal) sesuai urutan pemotongan!

10. Tarik garis yang menghubungkan titik-titik paling atas dari setiap potongan pita (lihat gambar).

Pita kertas Pewaktu ketik

Troli _{Tali penarik}

Papan licin

Pita kertas

Pewaktu ketik

Troli Tali penarik

Papan licin

v

t Ticker timer (pewaktu ketik) adalah

alat yang dapat digunakan untuk menentukan kelajuan sesaat dan percepatan suatu benda yang bergerak. Bagian utama alat ini adalah sebilah baja yang dapat bergetar dengan frekuensi tertentu.

Ditanyakan : kecepatan rata-rata (v_rata-rata) Jawab:

v_rata-rata = Σ_Σs_t = 9.000 m

1.800 sekon = 5 m/s

Jadi, kecepatan rata-rata pelari 5 m/ske timur. Ingat!

Kecepatan harus disertai arahnya.

Batang baja bergetar Piringan kertas karbon Paku pines Pita ketik Magnet Kumparan S U

2. Menyelidiki Gerak Lurus Beraturan (GLB)

Di depan telah disinggung bahwa jarang sekali benda melakukan gerak lurus beraturan (GLB) karena adanya berbagai hambatan. Namun, sebenarnya pada saat-saat tertentu benda bisa melakukan GLB. Kita dapat mengamati dan menyelidiki benda yang melakukan GLB dengan melakukan kegiatan berikut.

Pada kegiatan di atas ditunjukkan bahwa jarak titik-titik yang berdekatan selalu sama. Setelah dipotong setiap 5 ketukan, panjang pita kertas itu pun sama. Hal ini menunjukkan bahwa kelajuan troli itu tetap, karena jarak yang ditempuh setiap ketukan atau setiap waktu adalah tetap.

2. Pada grafik, kelajuan dan waktu dinyata- kan oleh sumbu apa?

3. Bagaimana bentuk garis yang meng- hubungkan titik-titik paling atas dari setiap potongan pita?

4. Telah dijelaskan bahwa benda yang melakukan GLB kelajuannya konstan. Coba kalian hubungkan pernyataan di atas dengan grafik yang kalian buat! 5. Buatlah kesimpulan dari hasil kegiatan

kalian, kemudian diskusikan di kelas bersama-sama teman!

Kecepatan Benda

Siapkanlah kelereng, bola ping- pong, kertas karbon, dan kertas putih. Letakkanlah kertas karbon di atas kertas putih. Jatuhkan kelereng dan bola pingpong dari ketinggian yang sama. Lakukanlah percobaan ini dari berbagai ketinggian. Cerita- kan keadaan atau bekas hitam di kertas putih yang kalian amati!

Jawablah soal-soal berikut!

1. Bilamana suatu benda dikatakan melakukan gerak lurus ber- aturan?

2. Seorang pelari berhasil menempuh empat putaran dalam waktu 15 menit. Jika panjang lintasan tiap putaran 0,2 km, berapakah laju pelari tersebut?

3. Hamid berangkat dari Surabaya menuju Mojokerto pada pukul 07.30 dengan mengendarai sepeda motor. Sepanjang per- jalanan, spidometer sepeda motor selalu menunjuk di sekitar angka 60 km/jam. Sampai di Mojokerto pukul 08.15. Berapa jarak antara Surabaya dan Mojokerto?

4. Sebuah mobil berangkat dari Pontianak menuju Singkawang pada pukul 05.00. Mobil tiba di Singkawang pukul 07.30. Apabila jarak antara Pontianak dan Singkawang 105 km, hitung besar kelajuan rata-rata mobil tersebut!

5. Agus berangkat ke sekolah naik sepeda. Jarak rumah Agus ke sekolah 4 km dan sekolah masuk pada pukul 07.00. Bila Agus mengayuh sepeda dengan kelajuan 8 km/jam, pukul berapa Agus harus berangkat agar tidak terlambat?

Pontianak Singkawang

C. Apa yang Kalian Peroleh?

D. Aplikasi dan Analisis

1. Samakah jarak antara titik satu dengan lainnya untuk setiap potongan pita? Potongan Pita Panjang Potongan Pita (cm)

1 . . . .

2 . . . .

3 . . . .

4 . . . .

Gambar 11.4 Bola melakukan GLBB diperlambat ketika naik dan melakukan GLBB dipercepat ketika turun

Dengan istilah percepatan ini, kita dapat menerjemahkan pengertian dari GLBB. Keadaan berubah beraturan dalam GLBB disebabkan adanya percepatan yang tetap dari gerak benda tersebut. Secara lebih mudah dapat dijelaskan bahwa GLBB adalah gerak benda dalam lintasan lurus dengan percepatan konstan.

Contoh benda yang melakukan gerak lurus dipercepat beratur- an adalah benda jatuh bebas. Sebaliknya, contoh benda yang me- lakukan gerak lurus diperlambat beraturan adalah benda yang dilemparkan vertikal ke atas. Gambar 11.4 memperlihatkan benda yang melakukan GLBB diperlambat dan GLBB dipercepat.

Benda jatuh bebas kecepatan awalnya (v₀) sama dengan nol. Gerak benda itu hanya dipengaruhi percepatan gravitasi bumi. Semua benda yang jatuh bebas ke Bumi mengalami percepatan yang besarnya sama dengan percepatan gravitasi bumi (g), yaitu sekitar 9,8 m/s2 _{atau biasa dibulatkan 10 m/s}2_.

Pada aktivitas di depan, kalian telah mempelajari gerak benda yang melakukan GLBB dipercepat. Untuk lebih memahami tentang variasi gerak lurus berubah beraturan, lakukan diskusi dan kerjakan tugas di bawah ini.

Ardi bersepeda ke sekolah. Pada sekon pertama kelajuannya sebesar 2 m/s, pada akhir sekon kedua kelajuannya 4 m/s, dan pada akhir sekon ketiga kelajuannya sebesar 6 m/s. Berapakah percepatan Ardi bersepeda?

Penyelesaian:

Diketahui: v₁ = 2 m/s v₂ = 4 m/s v₃ = 6 m/s

Ditanyakan: percepatan (a) Jawab: a = 2 1 2 1 v v t t − − = (4 2) m/ s (2 1) s - - = 2 m/s2 atau a = 3 2 3 2 v v t t − − = (6 4) m/ s (3 2) s - - = 2 m/s2 atau a = 3 1 3 1 v v t t − − = (6 2) m/ s (3 1) s - - = 2 m/s2 Jadi, percepatan Ardi bersepeda 2 m/s2_.