Gerak Lurus Horizontal

Sumber : IG pakdhemust
Sudah pernah dengar istilah kinematika? Tentu sering dengar kan. Postingan kali ini akan sedikit banyak bersinggungan dengan istilah kinematika. Apa sih kinematika itu? Kinematika adalah ilmu gerak yang membahas gerak benda tanpa melihat gaya yang bekerja pada benda tersebut. Mari berkenalan dengan dengan besaran-besaran yang terkait dengan gerak. 

Besaran yang berhubungan dengan gerak.
Besaran-besaran yang terkait dengan gerak diantaranya adalah :

1. Posisi
Merupakan besaran vektor (punya nilai dan arah) merupakan letak suatu benda pada waktu tertentu terhadap acuan tertentu.

2. Jarak
Merupakan besaran skalar (hanya punya nilai). Jarak merupakan panjang lintasan yang ditempuh oleh suatu benda dalam selang waktu tertentu.

3. Perpindahan
Merupakan besaran vektor. Perpindahan adalah perubahan posisi benda dalam selang waktu tertentu. perpindahan hanya bergantung pada posisi awal dan akhir serta tida bergantung kepada lintasan yang ditempuh benda. Dihitung jarak terdekat dari posisi awal dan akhir saja.

Perhatikan contoh soal sebagai berikut agar dapat membedakan jarak dan perpindahan.

Minul berolahraga dengan berjalan kaki menempuh 800 m ke arah barat lalu berbelok ke utara sejauh 600 m. Tentukan :
a. jarak
b. perpindahan

a. jarak : 
    
    s = 800 m + 600 m = 1.400 m

b. perpindahan :

Karena membentuk segitiga siku-siku maka jarak awal dan akhir dihitung menggunakan rumus pitagoras (mencari sisi miring) 

    d = ⎷ (8002 + 6002)

       = ⎷(640.000 + 360.000)

       = ⎷1.000.000

       = 1.000 m

3. Kecepatan
Kecepatan adalah ukuran jarak yang ditempuh oleh suatu benda yang bergerak selama waktu tertentu. Terdapat dua buah kecepatan yaitu  kecepatan rata-rata dan kecepatan sesaat. Kecepatan rata-rata adalah hasil bagi antara perpindahan dengan selang waktu. Kecepatan rata-rata merupakan besaran vektor. Kecepatan sesaat adalah kecepatan benda pada selang waktu mendekati 0 atau kecepatan benda pada suatu saat.

Kecepatan rata=rata dirumuskan :




Kecepatan sesaat dirumuskan :



4. Kelajuan
Kelajuan adalah jarak yang ditempuh oleh suatu benda yang bergerak dalam selang waktu tertent. Kelajuan idak bergantung arah sehingga merupakan besaran skalar dan selalu bernilai positif. Kelajuan rata-rata adalah hasil bagi jarak total yang ditempuh benda dengan selang waktu.



Apa sih perbedaan velocitimeter dan spidometer? velocitometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur kecepatan gerak suatu benda sedangkan spidometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur kelajuan suatu benda. Baik velocitometer maupn spidometer kecepatan atau kelajuan dinyatakan dalam satuan m/s atau Km/jam.

Nah untuk memperjelas perbedaan kelajuan rata-rata dan kecepatan rata-rata perhatikan soal berikut :


Minul berolahraga dengan berjalan kaki menempuh 800 m ke arah barat lalu berbelok ke utara sejauh 600 m. Waktu yang dibutuhkan minul berjalan kaki adalah 500 detik Tentukan :
a. Kecepatan rata-rata
b. Kelajuan rata-rata

a. Kecepatan rata-rata
Tentukan perpindahan terlebih dahulu yaitu jarak terpendek posisi akhir dan awal (Sesuai perhitungan pada contoh sebelumnya) perpindahan adalah 1000 m.

Kecepatan rata-rata = 1000/500 
                                = 2 m/s

b. Kelajuan rata-rata
Tentukan jarak total yang ditempuh, yaitu 800 m + 600 m = 1400 m.

Kelajuan rata-rata =  1400/500
                              = 2,8 m/s

5. Percepatan
Sebuah benda jika mengalami percepatan akan mengalami perubahan besar kecepatan dan arah geraknya. Percepatan juga terdapat dua jenis, yaitu percepatan sesaat dan percepatan rata-rata.
Percepatan rata-rata adalah hasil bagi perubahan kecepatan benda dengan selang waktu.

Sedangkan percepatan sesaat didefinisikan perubahan kecepatan yang berlangsung dalam waktu singkat.

Nah perhatikan contoh soal berikut agar memahami mana yang sesaat dan mana yang rata-rata.

Sebuah partikel bergerak sepanjang sumbu x dengan persamaan lintasan S = 6t3 + 2t + 6. Tentukan :
a. Kecepatan rata-rata antara t = 2 detik dan t = 3 detik
b. Kecepatan pada saat t = 2 detik
c. Percepatan rata-rata antara t = 2 detik dan t = 3 detik
d. Percepatan sesaat pada saat t = 2 detik
e. jarak yang ditempuh benda dalam waktu 2 detik

Jawab :
a. S2 = 6(2)3 + 2(2) + 6 = 58 m
    S3 = 6(3)3 + 2(3) + 6 = 93 m

     Kecepatan rata-rata :

      v = (S3 - S2)/(t3 - t2)
       = ( 93 - 58)/(3-2)
       = 35/1
       = 35 m/s

b. v = dS/dt (turunan pertama dari S)
       = 18t2 + 2

    Kecepatan pada saat t = 2 detik
    v(2) = 18(2)2 + 2
            = 74 m/s

c. Dari poin b dapat ditentukan v untuk t = 2 detik dan t = 3 detik.
     v(2) =  18(2)2 + 2 = 74 m/s
     v(3) = 18(3)2 + 2  = 164 m/s

     Percepatan rata-rata

     a =  (v3 - v2)/(t3 - t2)
        = (164 - 74)/(3-2)
        = 90/1
        = 90 m/s2

d. a = dv/dt (turunan pertama dari v)
       = 36t
    
     Percepatan pada saat t = 3
    a = 36(3)
       = 108 m/s2

e. Jarak tempuh dalam waktu 3 detik
   S(0) = 6(0)3 + 2(0) + 6 = 6 m
   S(3) = 6(2)3 + 2(2) + 6 = 58 m

    Jadi jarak tempuh dalam 2 detik = 58 - 6 = 52 m

Gerak lurus beraturan (GLB)
GLB ini memiliki kecepatan konstan (a = 0). GLB ini didefinisikan sebagai gerak lurus suatu benda pada lintasan lurus dengan kecepatan konstan atau tetap. Jarak tempuh benda hanya ditentukan kecepatan dalam waktu tertentu. Secara umum GLB ini memiliki persamaan :
S = v . t

Sedangkan grafik t dibanding v adalah 

Luas di bawah kurva menunjukkan  jarak yang ditempuh. Sedangkan pada grafik S berbanding t adalah 


dengan v = tan 𝛂 maka semakin besar sudut kemiringan semakin besar pula kecepatanya.

Gerak lurus berubah beraturan (GLBB)
GLBB adalah gerak lurus pada arah mendatar dengan kecepatan berubah-ubah pada setiap saat dikarenakan adanya percepatan bernilai tetap (konstan). Terdapat 4 buah rumus umum yang berkaitan degan GLBB yaitu :

1. vt = v0 + a.t
2. S = v0.t + 1/2 .a.t2

3. vt2 = v02 + 2.a.S 
4. a =dv/dt = konstan

Percepatan dapat bernilai negatif, jika hal ini terjadi maka telah terjadi perlambatan. Atau bisa disimpukan jika percepatan positif maka gerak bertambah cepat dan jika percepatan negatif maka gerak bertambah lambat.

Grafik v terhadap t seperti berikut ini :



Luas di bawah kurva juga menunjukkan jarak yang ditempuh benda.

Download Soal
Silahkan mendownload soal agar bisa berlatih mengerjakan soal-soal yang berkaitan dengan gerak lurus horisontal. Jikalau ada kesulitan silahkan berdiskusi di bagian pertanyaan dengan soapan.


 Download Soal

Semoga bermanfaat😁. Disarikan dari buku-buku fisika koleksi penulis.

Subscribe to receive free email updates:

0 Response to "Gerak Lurus Horizontal"

Posting Komentar