STUDY FISIKA
KELAS X
BAB GERAK LURUS
SCIENCE CLUB LEARN ONLINE
GLB sering didefinisikan sebagai gerak suatu benda pada lintasan lurus dengan kecepatan tetap. Hal ini di perbolehkan karena kecepatan tetap memiliki arti besar maupun arahnya tetap, sehingga kata kecepatan boleh diganti dengan kata kelajuan.
Contoh Gerak Lurus Beraturan (GLB)
Contoh GLB yang mudah kita temui adalah gerak kereta yang sedang melaju pada lintasan yang lurus dan datar.
Kereta yang sedang melaju merupakan Gerak Lurus Beraturan (GLB)
maka kita dapat menyatakan hubungannya sebagai berikut.
Karena dalam GLB kecepatannya tetap, maka kecepatan ratarata sama dengan kecepatan sesaat. Untuk kedudukan awal x = x0
pada saat t0 = 0,
maka Δx = x – x0 dan Δt = t – t0 = t – 0 = t. Oleh karena itu, persamaan di atas dapat ditulis sebagai berikut.
Δx = v · Δt
x – x0 = v · t
x = x0 + v · t
x – x0 = v · t
x = x0 + v · t
Garfik x – t gerak lurus beraturan apabila kedudukan x0 titik
berimpit dengan titik acuan nol
berimpit dengan titik acuan nol
Soal & Pembahasan
Soal No. 1
Batu bermassa 200 gram dilempar lurus ke atas dengan kecepatan awal 50 m/s.
Jika percepatan gravitasi ditempat tersebut adalah 10 m/s2, dan gesekan udara diabaikan, tentukan :
a) Tinggi maksimum yang bisa dicapai batu
b) Waktu yang diperlukan batu untuk mencapai ketinggian maksimum
c) Lama batu berada diudara sebelum kemudian jatuh ke tanah
Batu bermassa 200 gram dilempar lurus ke atas dengan kecepatan awal 50 m/s.
Jika percepatan gravitasi ditempat tersebut adalah 10 m/s2, dan gesekan udara diabaikan, tentukan :
a) Tinggi maksimum yang bisa dicapai batu
b) Waktu yang diperlukan batu untuk mencapai ketinggian maksimum
c) Lama batu berada diudara sebelum kemudian jatuh ke tanah
Pembahasan
a) Saat batu berada di titik tertinggi, kecepatan batu adalah nol dan percepatan yang digunakan adalah percepatan gravitasi. Dengan rumus GLBB:
b) Waktu yang diperlukan batu untuk mencapai titik tertinggi:
c) Lama batu berada di udara adalah dua kali lama waktu yang diperlukan untuk mencapai titik tertinggi.
t = (2)(5) = 10 sekon
Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
Gerak lurus berubah beraturan adalah gerak dengan lintasan berupa garis lurus dan kecepatannya berubah secara teratur. Gerak lurus berubah beraturan terjadi ketika kita mengendarai sepeda motor pada jalan lurus angka speedometer dalam selang waktu tertentu bergerak naik secara teratur.1. Konsepsi Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak benda dalam lintasan
garis lurus dengan percepatan tetap. Jadi, ciri utama GLBB adalah bahwa
dari waktu ke waktu kecepatan benda berubah, semakin lama semakin
cepat/lambat...sehingga gerakan benda dari waktu ke waktu mengalami
percepatan/perlambatan. Dalam artikel ini, kita tidak menggunakan
istilah perlambatan untuk gerak benda diperlambat. Kita tetap saja
menamakannya percepatan, hanya saja nilainya negatif. Jadi perlambatan
sama dengan percepatan negatif.
Contoh sehari-hari GLBB adalah peristiwa jatuh bebas. Benda jatuh dari
ketinggian tertentu di atas permukaan tanah. Semakin lama benda bergerak
semakin cepat. Kini, perhatikanlah gambar di bawah yang menyatakan
hubungan antara kecepatan (v) dan waktu (t) sebuah benda yang bergerak
lurus berubah beraturan dipercepat.
vt = kecepatan akhir (m/s)
a = percepatan
t = selang waktu (s)
Perhatikan bahwa selama selang waktu t , kecepatan benda berubah dari vo
menjadi vt sehingga kecepatan rata-rata benda dapat dituliskan:
S = jarak yang ditempuh
seperti halnya dalam GLB (gerak lurus beraturan) besarnya jaraktempuh
juga dapat dihitung dengan mencari luasnya daerah dibawah grafik v - t
Bila dua persamaan GLBB di atas kita gabungkan, maka kita akan dapatkan persamaan GLBB yang ketiga.....
2. Contoh-Contoh GLBB
a. Gerak Jatuh Bebas
Ciri khasnya adalah benda jatuh tanpa kecepatan awal (vo = nol). Semakin
ke bawah gerak benda semakin cepat.Percepatan yang dialami oleh setiap
benda jatuh bebas selalu sama, yakni sama dengan percepatan gravitasi
bumi (a = g) (besar g = 9,8 m/s2 dan sering dibulatkan menjadi 10 m/s2)
Rumus gerak jatuh bebas ini merupakan pengembangan dari ketiga rumus
utama dalam GLBB seperti yang telah diterangkan di atas dengan
modifikasi : s (jarak) menjadi h (ketinggian) dan vo = 0 serta
percepatan (a) menjadi percepatan grafitasi (g).
coba kalian perhatikan rumus yang kedua....dari ketinggian benda dari
atas tanah (h) dapat digunakan untuk mencari waktu yang diperlukan benda
untuk mencapai permukaan tahah atau mencapai ketinggian tertentu...
namun ingat jarak dihitung dari titik asal benda jatuh bukan diukur dari
permukaan tanah
sebagai contoh : Balok jatuh dari ketinggian 120 m berapakah waktu saat benda berada 40 m dari permukaan tanah?
jawab : h = 120 - 40 = 80 m
t = 4 s
2. Gerak Vertikal ke Atas
Selama bola bergerak vertikal ke atas, gerakan bola melawan gaya gravitasi yang menariknya ke bumi. Akhirnya bola bergerak diperlambat. Akhirnya setelah mencapai ketinggian tertentu yang disebut tinggi maksimum (h max), bola tak dapat naik lagi. Pada saat ini kecepatan bola nol (Vt = 0). Oleh karena tarikan gaya gravitasi bumi tak pernah berhenti bekerja pada bola, menyebabkan bola bergerak turun. Pada saat ini bola mengalami jatuh bebas....
Jadi bola mengalami dua fase gerakan. Saat bergerak ke atas bola
bergerak GLBB diperlambat (a = - g) dengan kecepatan awal tertentu lalu
setelah mencapai tinggi maksimum bola jatuh bebas yang merupakan GLBB
dipercepat dengan kecepatan awal nol.
Pada saat benda bergerak naik berlaku persamaan :
vo = kecepatan awal (m/s)
g = percepatan gravitasi
t = waktu (s)
vt = kecepatan akhir (m/s)
h = ketinggian (m)
3. Gerak Vertikal ke Bawah
Berbeda dengan jatuh bebas, gerak vertikal ke bawah yang dimaksudkan
adalah gerak benda-benda yang dilemparkan vertikal ke bawah dengan
kecepatan awal tertentu. Jadi seperti gerak vertikal ke atas hanya saja
arahnya ke bawah. Sehingga persamaan-persamaannya sama dengan
persamaan-persamaan pada gerak vertikal ke atas, kecuali tanda negatif
pada persamaan-persamaan gerak vertikal ke atas diganti dengan tanda
positif.
3. Rangkuman GLB dan GLBB
Soal No. 11
Besar kecepatan suatu partikel yang mengalami perlambatan konstan ternyata berubah dari 30 m/s menjadi 15 m/s setelah menempuh jarak sejauh 75 m. Partikel tersebut akan berhenti setelah menempuh jarak....
A. 15 m
B. 20 m
C. 25 m
D. 30 m
E. 50 m
(Soal SPMB 2003)
Pembahasan
Data pertama:
Vo = 30 m/s
Vt = 15 m/s
S = 75 m
Dari ini kita cari perlambatan partikel sebagai berikut:
Vt2 = Vo2 − 2aS
152 = 302 − 2a(75)
225 = 900 − 150 a
150 a = 900 − 225
a = 675 /150 = 4, 5 m/s2
Besar perlambatannya adalah 4,5 m/s2 (Kenapa tidak negatif? Karena dari awal perhitungan tanda negatifnya sudah dimasukkan ke dalam rumus, jika ingin hasil a nya negatif, gunakan persamaan Vt2 = Vo2 + 2aS)
Data berikutnya:
Vo = 15 m/s
Vt = 0 m/s (hingga berhenti)
Jarak yang masih ditempuh:
Besar kecepatan suatu partikel yang mengalami perlambatan konstan ternyata berubah dari 30 m/s menjadi 15 m/s setelah menempuh jarak sejauh 75 m. Partikel tersebut akan berhenti setelah menempuh jarak....
A. 15 m
B. 20 m
C. 25 m
D. 30 m
E. 50 m
(Soal SPMB 2003)
Pembahasan
Data pertama:
Vo = 30 m/s
Vt = 15 m/s
S = 75 m
Dari ini kita cari perlambatan partikel sebagai berikut:
Vt2 = Vo2 − 2aS
152 = 302 − 2a(75)
225 = 900 − 150 a
150 a = 900 − 225
a = 675 /150 = 4, 5 m/s2
Besar perlambatannya adalah 4,5 m/s2 (Kenapa tidak negatif? Karena dari awal perhitungan tanda negatifnya sudah dimasukkan ke dalam rumus, jika ingin hasil a nya negatif, gunakan persamaan Vt2 = Vo2 + 2aS)
Data berikutnya:
Vo = 15 m/s
Vt = 0 m/s (hingga berhenti)
Jarak yang masih ditempuh:
Vt2 = Vo2 −
2aS
02 = 152 − 2(4,5)S
0 = 225 − 9S
9S = 225
02 = 152 − 2(4,5)S
0 = 225 − 9S
9S = 225
S = 225/9 = 25 m
No comments:
Post a Comment