KEGIATAN III GERAK LURUS
Sebuah benda dikatakan bergerak lurus apabila lintasan benda tersebut berupa garis lurus. Hal ini berarti gerak benda tersebut termasuk gerak dalam satu dimensi atau gerak dalam satu arah baik terhadap sumbu x (gerak pada bidang horizontal) maupun terhadap sumbu y (gerak pada bidang vertikal). Benda bergerak lurus ada yang bergerak dengan kecepatan konstan dan ada yang bergerak dengan kecepatan berubah-rubah. Ada juga benda yang bergerak lurus dengan percepatan konstan dan dengan percepatan berubah. Benda yang bergerak lurus dengan kecepatan konstan disebut dengan gerak lurus beraturan (GLB) dan benda yang bergerak lurus dengan kecepatan berubah-rubah disebut dengan gerak lurus berubah beraturan (GLBB). Dalam kegiatan ini kita akan membahas tentang perbedaan benda bergerak lurus dengan kecepatan konstan dan dengan percepatan konstan. Dan juga perbedaan benda bergerak lurus dengan kecepatan berubah dan dengan percepatan berubah. Pembahasan kita disini lebih menekankan pada cara memahami gerak lurus suatu benda melalui grafik.
a. Tujuan
Setelah mempelajari modul ini diharapkan anda dapat :
- Merumuskan bentuk persamaan kecepatan terhadap jarak dan waktu melalui grafik pada gerak Lurus Beraturan (GLB).
- Menghitung kecepatan benda terhadap jarak dan waktu melalui grafik pada gerak Lurus Beraturan (GLB).
- Merumuskan bentuk persamaan kecepatan terhadap jarak dan waktu melalui grafik pada gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB).
- Menghitung kecepatan benda terhadap jarak dan waktu melalui grafik pada gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB).
- Membedakan gerak suatu benda dengan kecepatan konstan dan dengan percepatan konstan.
b. Uraian materi dan Contoh 2.1. Gerak lurus beraturan (GLB)
Suatu benda dikatakan bergerak lurus beraturan (GLB) dengan kecepatan konstan apabila benda tersebut menempuh jarak yang sama untuk selang waktu yang sama. Perbandingan antara jarak yang ditempuh terhadap waktu yang diperlukan disebut kecepatan. Secara matematis ditulis :
t s
v ……… (2-1)
Jika suatu benda dalam selang waktu yang sama menempuh jarak yang sama, maka dikatakan benda tersebut bergerak dengan kecepatan konstan. Misalnya sebuah mobil dalam lima detik pertama menempuh jarak 20 meter, maka lima detik berikutnya juga menempuh jarak 20 meter.
Dalam kehidupan sehari-hari jarang kita jumpai benda yang bergerak lurus beraturan dengan kecepatan yang konstan dalam jangka waktu yang relatif lama baik pada benda yang bergerak pada bidang horizontal maupun bidang vertikal. Misalnya sebuah mobil yang sedang bergerak dengan kelajuan 100 Km/jam terpaksa harus mengurangi kelajuannya karena di depannya ada sebuah mobil lain yang bergerak lebih lambat dari mobil tersebut. Atau mobil tersebut harus mempercepat kelajuannya karena ingin mendahului mobil lain yang ada di depannya.
[image:2.612.111.327.530.711.2]Jarak yang ditempuh terhadap waktu yang diperlukan oleh sebuah benda yang bergerak lurus beratuturan dengan kecepatan konstan dapat digambarkan dalam suatu grafik s vs t seperti pada Gambar 2-1 dibawah
Gambar 2.1
CONTOH 2 - 1 Gerak lurus dengan kecepatan konstan
Sebuah labi-labi bergerak dari kota menuju Darussalam dengan kecepatan 60 km/jam dan sebuah sepeda motor begerak dari Darussalam menuju kota dengan kecepatan 20 km/jam. Jika jarak kota ke Darussalam 8 km dan misalkan m\keduanya ketemu di Lingke. Kapan kedua kendaraan tersebut ketemu, dan berapakah jarak Kota ke Lingke.
PENYELESAIAN :
Misalkan kedua kendaraan tersebut ketemu di Lingke (L), dan keduanya ketemu dalam waktu yang sama. Dengan menggunakan persamaan 2-1, maka diperoleh: vm vs
K L D SKD = SKL + SLD
8 = vm . t + vs . t
8 = 60 . t + 25. t 8 = 85 t
t = 0,1 jam = 6 menit s = vm . t
= 60 . 0,1 = 6 Km
Jadi kedua kendaraan tersebut ketemu setelah bergerak selama 0,1 jam atau 6 menit. Sedangkan jarak Kota ke Lingke adalah 6 Km.
2.2. Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
Benda bergerak lurus berubah beraturan pada bidang horizontal dan pada bidang vertikal ada dua macam, yaitu benda bergerak dengan percepatan konstan dan benda bergerak dengan percepatan berubah. Suatu benda dikatakan bergerak bergerak dengan percepatan konstan apabila pertambahan kecepatan sebanding dengan perubahan waktu pada setiap saat. Sedangkan suatu benda dikatakan bergerak bergerak dengan percepatan berubah apabila pertambahan kecepatan tidak sebanding dengan perbahan waktu pada setiap saat.
Suatu benda dikatakan bergerak lurus berubah beraturan dengan percepatan konstan pada bidang vertical apabila benda tersebut dalam gerakannya hanya dipengaruhi oleh satu-satunya gaya yaitu gaya gravitasi bumi, misalnya gerak jatuh bebas (GJB), gerak vertical ke bawah (GVB) dan gerak vertical ke atas (GVA). Sedangkan benda yang bergerak dengan percepatan berubah pada bidang vertical dimana dalam gerakannya dipengaruhi oleh gaya lain seperti tegangan tali pada gerakan sebuah lift atao gerak pada katrol.
CONTOH 2 - 2 Gerak lurus dengan percepatan konstan
Sebuah mobil balap di rem dengan perlambatan konstan dari kelajuan 25 m/s dalam jarak 40 m. Jarak total (dalam meter) yang telah ditempuh oleh mobil tersebut sampai akhirnya berhenti adalah...
PENYELESAIAN :
S = S1 + S2 = ……?
a. V2 = V
02 + 2 a S1 (15)2 = (25)2 + 2 a 40 400 = -80 a a = -5 m/s2
b. V2 = V
S = 40 + 22.5 = 62.5 m
CONTOH 2 - 3 Gerak lurus dengan percepatan konstan Sebuah bola dijatuhkan dari sebuah menara yang tingginya
70 m. Berapa jauh dia akan jatuh setelah 1 s, 2, dan 3 s? Asumsikan y positif kearah bawah.
PENYELESAIAN :
Untuk benda jatuh bebas ( a = g = 9,8 m/s2 dan vo = 0 )
Jarak tempuh setelah 1 s adalah :
h1 = ½ g t2 = ½ . 9,8 . 12 = 4,9 m Jarak tempuh setelah 2 s adalah :
h1 = ½ g t2 = ½ . 9,8 . 22 = 19,6 m Jarak tempuh setelah 1 s adalah :
h1 = ½ g t2 = ½ . 9,8 . 32 = 44,1 m
CONTOH 2 - 4 Gerak lurus dengan percepatan berubah
Sebuah mobil bergerak pada lintasan lurus dengan kecepatan terhadap waktu dinyatakan dalam grafik berikut. Berdasarkan grafik tersebut, tentukan jarak yang ditempuh mobil selama 5 detik.
PENYELESAIAN : V (M/S)
80 c
60 b
40 d
a 0 2 4 5 t (s)
a1 = 30
0 2 0 60 ta tb va vb m/s2
a2 = 10
2 4 60 80 tb tc vb vc m/s2
a3 = 40
4 5 80 40 tc td vc vd m/s2
Sab = va . t + ½ .a1 . t2 Scd = vc . t + ½ .a3 .t2 = 0 . 2 + ½ . 30 . 22 = 80 . 1 + ½ . (-40) . 12
= 60 m = 60 m
Sbc = vb . t + ½ .a2 . t2 = 60 . 2 + ½ . 10 . 22 = 140 m
Sad = Sab + Sbc + Scd = 60 + 140 +60 = 260 m
Jadi jarak yang ditempuh mobil selama 5 detik adalah 260 m
1. Grafik disamping menunjukkan hubungan antara jarak yang ditempuh s dan waktu
t untuk sebuah benda yang bergerak dalam suatu garis yang lurus. Dari grafik itu terlihat bahwa…….. s
1) kecepatan benda tetap
2) percepatan benda sama dengan nol
3) selama selang waktu yang sama,
benda menempuh jarak yang sama
4) pada saat t = 0 kecepatan benda sama dengan nol 0 v
(jawaban : A ) 2. Grafik di bawah ini menunjukkan hubungan antara jarak yang di tempih x dan
waktu t untuk sebuah benda yang bergerak dalam s (cm) suatu garis lurus. Dari grafik itu terlihat bahwa... 4
1) Kecepatan benda - 4/5 cm/s
2) Percepatan benda sama dengan nol 2 3) Dalam selang waktu 2 ½ s, benda menempuh jarak 2 cm
4) Kecepatan benda pada saat t = 4 s, adalah - 4/5 cm/s 0 1 2 3 4 5 t (s)
( jawaban : E )
3. Seseorang mengendarai mobil dengan kecepatan 90 km/jam, tiba-tiba melihat seorang anak kecil ditengah jalan pada jarak 200 m, di mukanya. Jika mobil direm dengan perlambatan maksimum sebesar 1.25 m/s2, maka terjadi peristiwa….
a. Mobil akan berhenti di muka anak itu b. Mobil alngsung berhenti
c. Mobil berhenti jauh dimuka anak itu d. Mobil berhenti sewaktu menabrak anak itu
e. Mobil berhenti setelah menabrak anak itu (
jawaban : E )
4. Sebuah mobil bergerak dengan kelajuan 10 m/s, tiba-tiba mobil direm sehingga mengalami perlambatan 5 m/s2. jarak yang ditempuh mobil sampai berhenti adalah:
f. 10 m b. 15 m c. 20 m d. 25 m e. 30 m
( jawaban : E ) 5. Dari grafik berikut, ditunjukkan hubungan antara kecepatan v
kedua benda tersebut jika pada kedua benda bekerja gaya yang sama besar... v (m/s)
g. kedua benda bergerak lurus beraturan m1 h. percepatan kedua benda adalah sama
i. massa benda m2 lebih besar dari m1 m2 j. percepatan benda m2 lebih besar dari percepatan m1
k. percepatan benda m1 lebih besar dari percepatan m2 t (s)
( jawaban : C )
6. Sebuah mobil mula-mula diam. Kemudian mobil dihidupkan
dan mobil bergerak dalam percepatan tetep 2 m/s2. setelah mobil bergerak selama 10 s mesinnya dimatikan, mobil mengalami perlambatn tetep dan mobil berhenti 10 s kemudian. Jarak yang masih ditempuh mobil mulai dari saat mesin dimatikan sampai terhenti adalah...
a. 210 m b. 200 m c. 195 m d. 100 m e. 20
m
(jawaban : D) 7.
v (m/s) 20
0 4 10 12 t (s)
[image:8.612.109.534.100.588.2]Sebuah mobil bergerak lurus dengan grafik kecepatan terhadap waktu seperti gambar. Pada interval waktu antara 10 hingga 12 detik. Mobil bergerak....
a. lurus diperlambat dengan perlambatan 10 m/s2 b. lurus dipercepat dengan percepatan c
e. lurus beraturan dengan kecepatan tetap sebesar lurus dipercepat dengan percepatan10 m/s2
(jawaban : A)
8. Sebuah benda bermassa 2 kg terletak di atas tanah. Benda tersebut ditarik ke atas dengan gaya 30 N selama 2 detik lalu dilepaskan. Jika percepatan gravitasi 10 m/s2, maka tinggi maksimum yang dicapai benda adalah…
a. 10 m
b. 12 m
c. 15 cm
d. 18 cm
e. 20 m
