Lihat Foto KOMPAS.com - Gerak lurus dalam ilmu fisika terdapat dua jenis, yaitu gerak lurus beraturan (GLB) dan juga gerak lurus berubah beraturan (GLBB). Tahukah kamu, perbedaan antara GLB dan GLBB? Berikut adalah penjelasannya seperti dilansir dari situs Kemdikbud! Gerak Lurus BeraturanGerak Lurus Beraturan (GLB) merupakan gerak suatu benda pada lintasan lurus dengan kecepatan yang konstan (tetap). Pada kehidupan sehari-hari, gerak ini dapat kita temui pada gerak kereta api di lintasan lurus yang melaju dengan kecepatan konstan. Karena GLB memiliki kecepatan (v) yang konstan, maka tidak ada percepatan yang terjadi. Sehingga, percepatan (a) pada GLB sama dengan nol. v = konstan Baca juga: Gerak Benda: Cara, Faktor, dan Kegunaannya Grafik gerak lurus beraturan (GLB)Grafik di bawah ini merupakan grafik kecepatan terhadap waktu pada GLB.
Risya Fauziyyah Gerak Lurus Beraturan Rumus gerak lurus beraturan (GLB)Persamaan GLB dapat dinyatakan dengan perubahan posisi benda (Δx) per satuan perubahan waktu (Δt). Sehingga, rumus gerak lurus beraturan (GLB) dapat ditulis sebagai berikut: Untuk mengetahui grafik jarak tempuh terhadap waktu dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut, misal diketahui benda mula-mula diam kemudian bergerak dengan percepatan tetap 2 m/s2 selama 5 sekon. Dengan menggunakan persaman jarak tempuh , lengkapi tabel jarak terhadap waktu berikut! Dari tabel di atas buat grafik jarak tempuh terhadap waktu pada sumbu koordinat! Pengertian Jarak Lintasan: Jarak adalah Panjang lintasan yang ditempuh oleh suatu benda dalam selang waktu tertentu. Jarak dan Panjang lintasan memiliki pengertian yang sama. Jarak merupakan besaran scalar yaitu besaran yang hanya memiliki nilai saja. Jadi jarak dapat didefinisikan sebagai panjang lintasan sesungguhnya yang ditempuh oleh suatu benda yang bergerak. Pengertian Perpindahan, Perpindahan didefinisikan sebagai perubahan posisi atau kedudukan suatu benda dalam selang waktu tertentu. Perpindahan menunjukkan seberapa jauh perubahan jarak benda tersebut dari titik awalnya. Perpindahan merupaka besaran vector sehingga memiliki nilai dan arah. Oleh karena itu, perpindahan dapat berharga positif atau negative. Contoh Soal Perhitungan Jarak Dan Perpindahan, Perhatikan gambar di bawah, sebuah mobil bergerak dari titik A ke titik C melintasi titik A, B dan C (garis biru). Posisi mobil awalnya di titik A dan berakhir di titik C. Hitung Jarak dan perpindahan mobil tersebut. Contoh Soal Perhitungan Jarak Dan Perpindahan Gerak LurusDari Gambar di atas dapat dijelaskan bahwa mobil telah bergerak dari titik A ke titik C dengan penjelasan seperti berikut: Rumus Perhitungan Jarak Lintasan Jarak yang ditempuh Mobil adalah Panjang lintasan yang dinyatakan dengan persamaan berikut: Jarak = AB + BC Jarak = 40 + 30 Jarak = 70 km Jarak tergantung pada Panjang lintasan gerak sebuah benda (lintasan garis biru) dan tidak memiliki arah sehingga selalu bertanda positif. Rumus Perhitungan Perpindahan Gerak Benda Bergerak, Perpindahan yang dilakukan mobil adalah perubahan kedudukan awal di titik A ke posisi titik C dan tidak dipengaruhi oleh lintasannya, yang penting posisi awal dan akhir. Dalam hal ini lintasan ke titik C diabaikan. Perpindahan dari titik A ke C = 50 km Perpindahan hanya tergantung pada kedudukan awal dan kedudukan akhir benda (garis merah), dan tidak tergantung pada Panjang lintasan. Perpindahan dapat bertanda positif (+) atau negative (-) bergantung pada arah perpindahannya. Pengertian Kelajuan dan Kecepatan Pengertian Kelajuan Kelajuan atau cukup disebut laju menyatakan seberapa jauh sebuah benda bergerak dalam selang waktu tertentu. Kelajuan adalah cepat lambatnya perubahan jarak terhadap waktu dan merupakan besaran skalar yang nilainya selalu positif, sehingga tidak tergantungg pada arahnya. Kelajuan diukur dengan menggunakan spidometer. Kelajuan Rata-Rata Kelajuan Rata Rata didefinisikan sebagai jarak total yang ditempuh sepanjang lintasannya dibagi waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak tersebut. Rumus Kelajuan Rata Rata Kelajuan rata rata dapat dinyatakan dengan persamaan rumus berikut: v = S/t keterangan v = kelajuan rata rata S = jarak yang ditempuh t = waktu yang ditempuh Kelajuan rata rata termasuk besaran scalar karena tidak bergantung pada arah gerak benda dan hanya bergantung pada jarak yang ditempuhnya. Kelajuan Sesaat Kelajuan sesaat benda bergerak adalaha kelajuan pada jarak tertentu dalam waktu yang sangat singkat. Kelajuan benda pada suatu saat tertentu diturunkan dengan nilai limit dari kelajuan rata rata pada selang waktu yang sangat kecil atau Δt mendekati nol. Rumus Kelajuan Sesaat Kelajuan sesaat benda bergerak dapat dinyatakan dengan rumus berikut: v = lim ΔS/ Δt Pengertian Kecepatan Kecepatan adalah cepat lambatnya perubahan kedudukan suatu benda terhadap waktu dan merupakan besaran vektor, yang tergantung pada arahnya. Kecepatan diukur dengan menggunakan velocitometer. Kecepatan Rata Rata Kecepatan rata rata adalah besarnya perpindahan sebuah benda dalam selang waktu tertentu. Rumus Kecapatan Rata Rata Kecepatan rata rata dapat dinyatakan dengan menggunakan persamaan rumus berikut: v = ΔS/ Δ t keterangan: v = kecepatan ΔS = perubahan perpindahan Δt = perubahan waktu Karean perpindhan merupakan besaran vector, maka kecaepatan rata ratu juga termasuk besaran vector. Kecepatan Sesaat Kecepatan sesaat alah keceptan gerak sebuah benda di suatu titik pada lintasannya pada saat tertentu. Kecepatan sesaat merupakan perubahan perpindahan dalam waktu yang sangat singkat atau atau Δt mendekati nol. Rumus Kecepatan Sesaat Kecepatan sesaat benda bergerak dapat dinyatakan dengan rumus berikut: v = lim ΔS/Δt Contoh Soal Pehitungan Kelajuan Benda Bergerak Perhatikan gambar di bawah, sebuah mobil bergerak dari titik A ke titik C. Posisi mobil awalnya di titik A dan berakhir di titik C. Hitung kelajuan rata rata dan kecepatan rata rata mobil tersebut jika waktu yang dibutuhkan untuk bergerak dari titik A melintasi titik B dan berakhir di titik C adalah 120 menit. Contoh Soal Pehitungan Kelajuan Benda BergerakDari Gambar di atas dapat dijelaskan bahwa mobil telah bergerak dari titik A ke titik C dengan penjelasan seperti berikut Rumus Menghitung Kelajuan Rata Rata Mobil Bergerak Jarak Tempuh dari titik A melintas titik B dan berhenti di titik C dapat dinyatakan sebagai berikut: Diketahui: S = AB + BC = 70 km t = 120 menit = 2 jam Kelajuan mobil dapat dinyatakan dengan rumus berikut: v = 70km/2 jam v = 35km/jam Jadi kelajuan rata rata mobil adalah 35km/jam Rumus Menghitung Kecepatan Rata Rata Mobil Bergerak Besar kecepatan rata rata mobil bergerak dapat dinyatakan dengan rumus berikut: v = ΔS/ Δ t ΔS = perpidahan 50 km Δ t = 2 jam v = 50km/2 jam v = 25km/jam Jadi kecapatan rata rata mobil adalah 25km/jam Pengertian Percepatan Percepatan adalah perubahan kecepatan dan atau arah dalam selang waktu tertentu. Percepatan merupakan besaran vektor. Percepatan bertanda positif jika kecepatan suatu benda bertambah dalam selang waktu tertentu. Percepatan bertanda negatif jika kecepatan suatu benda berkurang dalam selang waktu tertentu. Percepatan Sesaat Percepatan rata-rata adalah perubahan kecepatan tiap satuan waktu. Percepatan rata-rata (a) merupakan hasil bagi antara perubahan kecepatan ( Δv ) dengan selang waktu yang digunakan selama perubahan kecepatan tersebut (Δt ). Rumus Percepata Rata Rata Percepatan rata rata dapat dinyatakan dengan rumus berikut: a = Δv/Δt a = (v2 – v1)/(t2 – t1) a = perceptan rata-rata (m/s2) Δv = perubahan kecepatan (m/s) Δt = selang waktu (s) v1 = kecepatan awal (m/s) v2 = kecepatan akhir (m/s) t1 = waktu awal (s) t2 = waktu akhir (s) Contoh Soal Perhitungan Percepatan Benda Bergerak Seseorang mengendarai mobil ke arah selatan dari keadaan diam sampai berkecepatan 144 km/jam dalam waktu 10 detik. Tentukan besar dan arah percepatan mobil Diketahui : v1 = 0 m/s v2 = 144 km/jam = 40 m/s t1 = 0 s t2 = 10 s Ditanyakan: Menghitung Percepatan Rata Rata Benda Bergerak Percepatan yang dialami oleh mobil dapat dinyatakan dengan rumus berikut: a = (v2 – v1)/(t2 – t1) a = (40 – 0)/(10 – 0) a = + 4 m/s2 Tanda positif menunjukkan bahwa arah percepatan searah dengan arah kecepatan. Jadi, arah percepatan mobil ke seletan. Percepatan Sesaat Percepatan sesaat adalah perubahan kecepatan dalam waktu yang sangat singkat. Perubahan waktu mendekati nol. Rumus Percepatan Sesaat. Percepatan sesaat yang terjadi pada benda yang sedang bergerak perubahan kecepatan dapat dinyatakan dengan rumus berikut: a = lim Δv/Δt Pengertian Gerak lurus beraturan (GLB) Gerak lurus beraturan (GLB) adalah gerak suatu benda dengan kecepatan tetap. Atau GLB dapat juga didefinisikan sebagai gerak suatu benda pada lintasan lurus dengan kecepatan tetap (v=0) karena tidak mengalami percepatan (a=0). Jadi kata beraturan merujuk pada kecepatan yang selalu beraturan, yaitu kecepatan yang besar dan arahnya tetap sehingga menghasilkan sebuah lintasan berupa garis lurus. Secara matematis, persamaan gerak lurus beraturan (GLB) dapat dinyatakan dengan menggunakan persamaan rumus berikut: S = v.t atau v = S/t dengan keterangan S = jarak yang ditempuh (m) v = kecepatan (m/s) t = waktu yang diperlukan (s) Jika sebuah kendaraan bergerak dengan kecepatan v yang selalu konstan selama selang waktu t detik, dapat diilustrasikan dalam sebuah grafik v-t dan akan diperoleh sebuah garis lurus, seperti ditunjukkan pada gambar berikut: Persamaan Rumus Gerak Lurus BeraturanGrafik atau kurva hubungan antara v-t tersebut menunjukkan bahwa kecepatan benda selalu tetap, tidak tergantung pada waktu, sehingga grafik atau kurvanya merupakan garis lurus yang sejajar dengan sumbu t (waktu). Jarak ditempuh oleh kendaraan merupakan luas area yang dibatasi oleh grafik atau kurva (v) dengan sumbu t dalam selang waktu tertentu. Sedangkan, hubungan jarak yang ditempuh S dengan waktu t, dapat diilustrasikan dalam sebuah grafik atau kurva antara S-t, sehingga diperoleh sebuah garis diagonal ke atas, seperti ditunjukkan pada gambar berikut: Persamaan Jarak Tempuh Rumus Gerak Lurus Beraturan.Dari kurva hubungan antara S-t dapat dikatakan bahwa jarak yang ditempuh S oleh suatu benda berbanding lurus dengan waktu tempuhnya t. Makin lama waktunya, maka makin jauh jarak yang ditempuhnya. Kurva hubungan antara jarak S terhadap waktu tempuh t secara matematis merupakan harga tan α. Dan α adalah sudut antara garis kurva dengan sumbu t (waktu). Contoh Soal Perhitungan Rumus Gerak Lurus Beraturan Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan 72 km/jam. Pada jarak 18 km dari arah yang berlawanan, sebuah mobil bergerak dengan kecepatan 90 km/jam. Contoh Soal Perhitungan Rumus Gerak Lurus BeraturanKapan dan di manakah kedua mobil tersebut akan berpapasan? Penyelesaian: v1= 72km/jam= (72.000m/jam) x (1jam/3600detik) v1= 20 m/detik v2= 90km/jam=(90.000m/jam)x (1jam/3600 detik) v2=25 m/s Jarak kedua mobil adalah PQ PQ= 18 km = 18.000 m Misal, titik T merupakan titik di mana kedua mobil tersebut berpapasan, maka: PQ = PT + QT Dengan keterangan PT = jarak tempuh mobil 1 QT = jarak tempuh mobil 2 Maka: PQ = v1.t + v2.t 18.000 = (20t + 25t) 18.000 = 45 t 45 t = 18.000 t = 400 s PQ = v1.t = (20 m/s)(400 s) = 8.000 m = 8 km QT = v2.t = (25 m/s)(400 s) = 10.000 m = 10 km Jadi, kedua mobil tersebut berpapasan setelah 400 s bergerak, yaitu setelah mobil pertama menempuh jarak 8 km dan setelah mobil kedua menempuh jarak 10 km. Contoh Soal Rumus Gerak Lurus Beraturan Mobil A dan Mobil B bergerak ke arah yang sama. Mobil B di belakang mobil A berjarak 1,5 km. kecepatan mobil A tetap 72 km/jam, sedangkan kecepatan tetap mobil B adalah 75 km/jam. Mobil A bergerak dengan kecepatan tetap 72 km/jam di depan mobil B sejauh 1,5 km. Mobil B sedang mengejar mobil A tersebut dengan kecepatan tetap 75 km/jam.
Penyelesaian Gerak mobil A dan B merupakan gerak GLB dan dapat digambarkan seperti berikut vA = 72 km/jam, vB = 75 km/jam SAB = 1,5 km Dari Gambar dapat diperoleh hubungan SA dan SB sebagai berikut. SB = SA + 1,5 vB .t = vA.t + 1,5 75 x t = 72 x t 1,5 3t = 1,5 bearti t = 1,5/3= 0,5 jam Mobil B menyusul mobil A setelah t = 0,5 jam dan jarak tempuh mobil B: SB = vBt = 75 x0,5 SB= 37,5 km SA=vA.t SA=72×0,5 SA=36 km Mobil A disusul mobil B setelah menempuh jarak 36 km. Contoh Soal Lainnya Serta Pembahasan Ada Di Akhir Artikel. Gerak Lurus Berubah Beraturan. Suatu benda yang kecepatannya dinaikkan atau diturunkan secara beraturan terhadap waktu dan lintasannya berupa garis lurus, maka benda tersebut telah melakukan gerak lurus berubah beraturan. Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) didefinisikan sebagai gerak benda pada lintasan garis lurus dan kecepatannya berubah secara teratur sehingga percepatannya tetap. Percepatan tetap menunjukkan bahwa besar dan arahnya sama. Persamaan Rumus Gerak Lurus Berubah Beraturan.Kurva hubungan kecepatan v terhadap waktu t membentuk sudut yang besarnya α dan selalu konstan. Nilai dari tan α adalah percepatan dari gerak lurus berubah beraturan. Besarnya Percepatan konstan dalam gerak lurus berubah beraturan dapat dinyatakan dengan persamaan rumus berikut: a = Δv/t a = (v-v0)/t Besarnya kecepatan gerak lurus beraturan dapat dinyatakan dengan persamaan berikut: v = v0 + at dengan keterangan: v0 = kecepatan awal (m/s) v = kecepatan akhir (m/s) a = percepatan (m/s2) t = waktu (s) Contoh Soal Gerak Lurus Berubah Beraturan Sebuah mobil mulai bergerak dari keadaan diam dengan percepatan tetap 8 m/s2. Berapakah kecepatan mobil setelah bergerak selama 6 detik? Penyelesaian: Diketahui : v0 = 0; a = 8 m/s2; t = 6 s Ditanya : vt = … ? Jawab : vt = v0 + at vt = 0 + (8 m/s2) (6 s) vt = 48 m/s Jarak yang ditempuh selama gerak lurus beraturan dapat dinyatakan dengan menggunakan persamaan berikut: s = v0.t +1/2.a.t2 Dengan keterangan s = jarak (m) vo = kecepatan mula-mula (m/s) vt = kecepatan setelah t (m/s) a = percepatan (m/s2) t = waktu (s) Contoh Soal Gerak Lurus Berubah Beraturan Sebuah kendaraan mempercepat gerakannya dari kecepatan 20 m/s menjadi 40 m/s dalam waktu 10 sekon. Berapakah jarak yang ditempuh kendaraan akibat perubahan kecepatan tersebut. Penyelesaian Diketahui: v0 = 20 m/s, v = 40 m/s t = 10 s Percepatan kendaraan dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan rumus berikut v = v0 + a t 20 = 40 + a . 10 a = 2 m/s2 jarak tempuh kendaraan selama 10 detik akibat perubahan kecepatannya dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan sebagai berikut. s = v0.t +1/2.a.t2 s = 20x 10 + 1/2x 2x 102 s = 300 m Contoh Soal Rumus Gerak Lurus Berubah Beraturan Sebuah mobil memulai geraknya dengan kecepatan 20 m/s. Jika Mesin mobil tersebut mampu memberikan percepatan yang tetap 2 m/s2. Berapakah kecepatan mobil tersebut setelah bergerak 20 detik Penyelesaian: diketahui v0 = 20 m/s, a = 2 m/s2, t = 20 s Jawaban Kecepatan mobil tersebut setelah 20 s memenuhi persamaan berikut: v = v0 + a t v = 20 + 2 .20 = 60 m/s Contoh Soal Lainnya Serta Pembahasan Ada Di Akhir Artikel. Gerak Lurus Vertikal Ke Atas Gerak vertical ke atas adalah gerak suatu benda secara lurus ke atas. Pada gerak ini benda memiliki kecepatan awal tidak nol, tetapi karena gerak benda berlawanan arah dengan arah percepatan gravitasi, maka benda diperlambat oleh gravitasi (a=-g). sehingga, persamaan rumus GLBB vertical ke atas menjadi sebagai berikut: v = v0 – g.t h = v0 .t – ½ .g.t2 v2 = v02 – 2.g.h dengan keterangan v = kecepatan akhir, m/s v0 = kecepatan awal, m/s g = percepatan gravitasi, m/s2 t = waktu, detik, s h = ketinggian, m Gerak Lurus Vertikal Ke Bawah Gerak vertical ke bawah adalah gerak benda secara lurus ke bawah. Pada gerak ini, benda memiliki kecepatan awal tidak sama dengan nol, dan karena gerak benda searah dengan arah percepatan gravitasi, maka benda dipercepat oleh gravitasi (a=g). Sehingga persamaan rumus GLBB vertical ke bawah dapat dinyatakan seperti berikut: v = v0 +g.t h = v0 .t + ½ .g.t2 v2 = v02 +2.g.h Gerak Lurus Jatuh Bebas Gerak jatuh bebas adalah gerak sebuah benda yang jatuh dari ketinggian tertentu h tanpa desertai kecepatan awal v0=nol. Contoh buah yang jatuh dari pohonnya. Gerak jatuh bebas dapat dipandang sebagai gerak tanpa hambatan dari gesekan udara. Artinya tidak ada gaya luar yang mempengaruhi atau menghambat gerak jatuh sebuah benda. Lamanya waktu yang diperlukan suatu benda ketika jatuh dari ketingggian h meter dapat dinyatakan dengan menggunakan persamaan rumus berikut: Waktu jatuh t =√(2h/g) atau Ketinggian h = ½ . g. t2 Sedangkan kecepatan jatuh suatu benda dari ketinggian h meter dapat dinyatakan dengan menggunakan persamaan rumus berikut; kecepatan jatuh v =√(2gh) atau v = g.t dengan keterangan v = kecepatan jatuh, m/s g = persepatan, m/s2 h = ketinggian benda jatuh, m Contoh Soal Hitungan Rumus Persamaan Gerak Jatuh Bebas Sebuah benda dijatuhkan dari sebuah gedung yang memiliki ketinggian 45 m (dan nilai g = 10 m/s2). Tentukan waktu tempuh benda hingga mencapai tanah, dan kecepatannya saat menyentuh tanah. Penyelesaian Diketahui: h = 45 m, g = 10 m/s2. Jawab Waktu jatuh t =√(2h/g) t =√[(2×45)/10)] t =√ 9 = 3 detik kecepatan saat sentuh tanah v =√(2gh) v =√(2x10x 45) v =√(900) v =30m/s Contoh Soal Ujian Perhitungan Rumus Gerak Lurus Vertikal Ke Atas Sebuah bola dilempar tegak lurus ke atas dengan kecepatan 8 m/s. Carilah tinggi maksimum yang dicapai oleh bola tersebut (dalam m) jika bola mengalami perlambatan sebesar 10 m/s2. Penyelesaian: Tinggi maksimum yang dicapai oleh bola tersebut dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan berikut v =√(2gh) v2 =2gh h= (v2)/2.g diketahui v = 8m/s perlambatan g= 10m/s2 jawab h= (v2)/2.g h= (82)/(2×10) h = 64/20 h = 3,2m jadi ketinggian maksimum yang dapat dicapat bola saat dilempar tegak lurus ke atas adalah 3,2 meter. Contoh Soal Lainnya Serta Pembahasan Ada Di Akhir Artikel. Gerak Parabola Gerak parabola dapat dipandang sebagai perpaduan antara Gerak Lurus Beraturan (pada sumbu x) dan Geral Lurus Berubah Beraturan (pada sumbu y). Persamaan Rumus Gerak ParabolaGerak Benda pada Sumbu x mengikuti GLB dengan kecepatan vx tetap dan tidak terjadi percepatan a=0. Sehingga kecepatan benda pada sumbu x dapat dinyatakan dengan menggunakan persamaan rumus berikut vx = v0 cos θ x = v0 .t cos θ. Dengan keterangan vx = kecepatan benda di sumbu x, m/s v0 = kecepatan awal benda, m/s θ = sudut elevasi x = jarak mendatar, m t = waktu, s Gerak benda pada sumbu y mengikuti ketentuan Gerak Lurus Berubah Beraturan dan dapat dinyatakan dengan persamaan berikut vy= v0 sin θ – g.t h= v0 .t sin θ – ½ g.t2 dengan keterangan vy= kecepatan benda pada sumbu y, m/s h = ketinggian benda, m g = percepatan gravitasi, m/s2 t = waktu, s Waktu dan Titik Tertinggi Pada Gerak Parabola Pada titik tertinggi kecepatan benda pada arah sumbu y adalah nol, vy = 0. Ketinggian maksimum atau titik tertinggi yang dapat dicapai suatu benda pada gerak parabola dapat dinyatakan dengan menggunakan persamaan rumus berikut: hmak=(v02 sin2 θ)/2g sedangkan waktu yang diperlukan untuk mencapai titik tertingginya dapat dinyatakan dengan menggunakan persamaan berikut ty = (v0 sin θ)/g Waktu dan Jarak Terjauh Pada Gerak Parabola Jarak terjauh adalah jarak saat benda menyentuh lagi pada sumbu x. jarak terjauh dapat dinyatakan dengan menggunakan persamaan rumus berikut x = (v02 sin 2θ)/g sedangkan waktu yang dibutuhkan untuk mencapai jarak terjauh x merupakan dua kali waktu yang diperlukan untuk mencapai titik tertinggi. Waktu untuk jarak terjauh dapat dinyatakan dengan menggunakan persamaan rumus berikut; tx =(2v0 . sin θ)/g Contoh Soal Ujian Nasional Gerak Parabola Sebuah peluru dengan massa 20 gram ditembakan pada sudut elevasi 600 dan kecepatan 40m/s seperti tampak pada gambar. Jika gesekan dengan udara diabaikan, maka energi kinetic peluru pada titik tertinggi adalah. Diketahui m = 20gram θ = 600 v0 = 40m/s Jawab Pada titik tertinggi vy=0 vx = v0 cos θ vx = 40 cos 60 vx = 40×0,5 vx = 20m/s energi kinetic peluru adalah Ek=1/2 m.v2 Ek=1/2 x20x10-3 x(20)2 Ek=10×10-3x400 Ek=4 joule Contoh Soal Perhitungan Rumus Gerak Parabola Seorang pemain sepak bola menendang bola yang lintasannya membentuk parabola. Kecepatan bola 6m/s dan sudut elevasi 450. Jika g=10m/s2, maka jarak terjauh yang dicapai bola adalah…. Diketahui v0 = 6m/s q = 450 g = 10m/s2 jawab. Jarak terjauh dapat dinyatakan dengan persamaan rumus berikut x = (v02 sin 2q)/g x = (62 x sin 2×45)/10 x = (36 x 1)/10 x = 3,6 meter 1). Contoh Soal Perhitungan Gerak Relatif Lurus Beraturan Mobil A bergerak dengan kecepatan tetap 100 km/jam di depan mobil B sejauh 2 km. Mobil B melaju dibelakang mobil A dengan kecepatan tetap 120 km/jam. a). Berapakah waktu yang dibutuhkan mobil B untuk dapat menyalip mobil A b). Berapa jarak yang ditempuh mobil B Diketahui: vA = 100 km/jam, vB = 120 km/jam SAB = 2 km SAB = Jarak mobil A dari mobil B Jika digambarkan, kedua mobil tersebut tampak seperti gambar berikut: Contoh Soal Perhitungan Gerak Relatif Lurus BeraturanMenghitung Waktu Tempuh Mobil Menyalip Waktu tempuh mobil B untuk dapat menyalip mobil A dapat dinyatakan dengan persamaan berikut: SB = Jarak yang harus ditempuh mobil B agar menyalip mobil A SA = Jarak yang ditempuh mobil A ketika tersalip Mobil B Dengan demikian jarak mobil B agar dapat menyalip mobil A dapat dinyatakan dengan rumus berikut: SB = SA + 2 Rumus menghitung jarak adalah: S = v.t dengan demikian jarak SAB adalah vB .t = vA.t + 2 20(km/jam) t = 2 km t = (2/20) jam = 0,1 jam atau t = 6 menit Menghitung Jarak Tempuh Mobil B Untuk Nyalip Mobil A Jarak yang harus ditempuh mobil B agar dapat menyalip mobil A dapat dinyatakan dengan rumus berikiut: SAB = vAB .t SAB = 120 km/jam x 0,1 jam SAB = 12 km. Rumus Konsep Gerak Relatif Untuk menghitung waktu tempuh mobil B dapat dinyatakan dengan konsep gerak relative seperti berikut: ΔS = Δv.t ΔS = Jarak relative ΔS = 2 km Δv = kecepatan relative Δv = 120 – 100 Δv = 20 km/jam sehingga waktu tempuh mobil B untuk dapat menyalip mobil A adalah 2 = 20 x t t = 2/20 = 0,1 jam 2). Contoh Soal Perhitungan Waktu Gerak Lurus Beraturan, Sebuah mobil bergerak menempuh jarak 200 km dengan kecepatan tetap 100 km/jam. Jika mobil tersebut berangkat pada pukul 09.00 WIB, maka pada pukul berapa mobil tersebut sampai di tempat tujuan? Diketahui: S = 200 km v = 100 km/jam t1 = 09.00 WIB Rumus Menghitung Waktu Tempu Gerak Lurus Beraturan, Waktu yang dihabiskan mobil tersebut untuk mencapai jarak 200 km dapat dinyatakan menggunakan persamaan berikut: v = S/t atau t = S/v t = 200/100 t = 2 jam t = 09.00 WIB + 2 jam = 11.00 WIB. Jadi, mobil tersebut akan sampai ditempat tujuan pada pukul 11.00 WIB 4). Contoh Soal Perhitungan Fungsi Grafik Jarak Lintasa Waktu Gerak Lurus Beraturan Seseorang mengendarai mobil dengan lintasan yang ditempuh sebagai fungsi waktu ditunjukkan pada Gambar berikut: Contoh Soal Perhitungan Fungsi Grafik Jarak Lintasa Waktu Gerak Lurus Beraturana). Berapa kecepatan mobil tersebut? b). Berapa jarak yang ditempuh setelah berjalan selama 45 menit dari keadaan diam? Diketahui: Dari grafik diketahui S = 50 km t = 30 menit = 0,5 jam Menghitung Kecepatan Gerak Lurus Beraturan Kecepatan gerak lurus beraturan dapat dinyatakan dengan persamaan berikut v = 50/0,5 v = 100 km/jam Menghitung Jarak Gerak Lurus Beraturan Jarak yang ditempuh selama 45 menit dapat dinyatakan dengan rumus berikut: t = (45/60) jam = 0,75 jam S = v.t S = (100 km/jam)(0,75 jam) S = 75 km 5). Contoh Soal Rumus Perhitungan Gerak Lurus Vertikal Ke Atas Sebuah peluru ditembakan vertikal ke atas dengan kecepatan awal 20 m/s. Tentukanlah waktu t untuk mencapai tinggi maksimum, dan berapa tinggi maksimum hmak yang dicapai peluru. Diketahui: v0 = 20 m/s. Menghitung Waktu Tempuh Gerak Lurus Ke Atas Tinggi maksimum yang dicapai oleh peluru Ketika ditembakan ke atas dapat dinyatakan dengan menggunakan persamaan rumus berikut: vt = v0 – gt Tanda minus menunjukkan bahwa gerak berlawanan arah dengan percepatan gravitasi Bumi. Di titik tertinggi, kecepatan akhir vt = 0 sehingga persamaan menjadi: 0 = v0 – gt atau t = v0/g t = (20/s)/(10m/s2) t = 2 detik Menghitung Tinggi Maksimum Gerak Lurus Ke Atas Tinggi maksimum yang dapat dicapai oleh peluru dapat dinyatakan dengan persamaan rumus berikut: hmaks = v0.t – ½ g.t2 hmaks = 20 (2) – ½ (10)(2)2 hmaks = 40 – 20 hmaks = 20 m. 6). Contoh Soal Perhitungan Gerak Lurus Jatuh Bebas Ke Bawah Sebuah bola dijatuhkan dari sebuah gedung yang memiliki ketinggian 20 m dan g = 10 m/s2. Tentukan waktu tempuh benda hingga mencapai tanah, dan berapa kecepatan saat menyentuh tanah. Diketahui: h0 = 20 m, dan g = 10 m/s2. Oleh karena gerak jatuh bebas bergerak secara vertikal, perpindahan disimbolkan dengan h dan h0, yang diambil dalam koordinat kartesius dalam arah vertikal. Sedangkan, percepatan diubah menjadi percepatan gravitasi (g) karena percepatan yang dialami selama gerak jatuh bebas adalah percepatan gravitasi. Menghitung Waktu Tempuh Gerak Jatuh Bebas Vertikal Ke Bawah Waktu yang dibutuhkan benda untuk mencapai tanah pada gerak lurus jatuh bebas dapat dinyatakan dengan persamaan rumus berikut: h = h0 + ½ g.t2 h = ketinggian Ketika tiba di tanah h = 0 m -h0 = ½ g.t2 t2 = – 2h0/g t2 = -2(20)/10 t2 = -4 Nilai waktu tidak ada yang negatif sehingga pada persamaan tersebut diberikan harga mutlak. t = 2 detik Menghtitung Kecepatan Gerak Lurus Jatuh Bebas Kecepatan jatuh bebas benda Ketika menyentuh tanah dapat dinyatakan dengan persamaan rumus berikut: vt = v0 + g.t v0 = kecapatan awal bola dijatuhkan v0 = 0 vt = 0 + (10). 2 vt = 20 m/s Daftar Pustaka:
|