Materi Pokok Gerak Lurus Pada Pelajaran Fisika Kelas X

IPA-Arae; Kali ini pembahasan dilanjutkan pada Materi Pokok Gerak Lurus. Dalam fisika, gerak suatu benda harus dikaitkan dengan titik acuan. Jika kedudukan benda tersebut terhadap titik teladan berubah, maka benda tersebut disebut bergerak terhadap titik teladan itu. Jika kedudukan benda tersebut tetap terhadap titik acuan, maka benda tersebut tidak sanggup dikatakan bergerak terhadap titik teladan tersebut.

 a. Jarak dan Perpindahan    

 

Jika suatu benda bergerak, maka benda itu akan berubah posisi. Perubahan posisi benda pada waktu tertentu disebut dengan perpindahan. Sedangkan panjang lintasan yang bahu-membahu yang ditempuh oleh benda selama bergerak disebut jarak. Jarak dan perpindahan sanggup ditentukan dengan persamaan matematis sebagai berikut;  

 

                 dengan x = posisi benda

Perpindahan mempunyai besar dan arah maka perpindahan merupakan besaran vektor. Sedangkan jarak hanya besaran yang berupa nilai tanpa arah, sehingga jarak merupakan besaran skalar.

b. Kelajuan dan Kecepatan

Kelajuan dan kecepatan ialah dua buah besaran fisika yang berbeda arti. Kelajuan ialah jarak yang ditempuh benda tiap satuan waktu, sedangkan kecepatan ialah perpindahan benda tiap satuan waktu. Kelajuan dan kecepatan dinyatakan dalam satuan menyerupai kilometer/jam, mil/jam atau meter/sekon. Tetapi dalam SI satuan laju dan kecepatan ialah meter/sekon (m/s). Kelajuan merupakan besaran skalar, sehingga selalu bernilai positif, sedangkan kecepatan merupakan besaran vektor, sehingga sanggup bernilai positif atau negatif.

1) Kelajuan dan Kecepatan Rata-rata
Kelajuan rata-rata adalah jarak tempuh dibagi selang waktu. Kelajuan rata-rata sanggup ditentukan dengan persamaan matematik sebagai berikut. 

 

Sedangkan kecepatan rata-rata adalah perpindahan tiap selang waktu. Kecepatan rata-rata sanggup ditentukan dengan persamaan matematik sebagai berikut.  

 

 2) Kelajuan Sesaat dan Kecepatan Sesaat

Kelajuan sesaat adalah besaran skalar yang menyatakan besar kelajuan benda pada waktu tertentu. Pada kendaraan menyerupai sepeda motor dan kendaraan beroda empat biasanya dilengkapi dengan alat pengukur laju sesaat, yaitu spidometer. Sedangkan kecepatan sesaat adalah besaran vektor yang menyatakan kecepatan benda pada waktu tertentu. Jika perpindahan dinyatakan dengan  ∆s dan selang waktu dengan ∆t maka kecepatan pada dikala t sanggup dinyatakan dengan persamaan matematis sebagai berikut: 

c. Percepatan dan Perlajuan

Dalam fisika percepatan adalah perubahan kecepatan tiap satuan waktu. Sedangkan perlajuan adalah perubahan kelajuan tiap satuan waktu. Percepatan merupakan besaran vektor yang mempunyai besar dan arah. Satuan untuk pengukuran percepatan ialah meter per detik kuadrat (m/ ). Percepatan sanggup ditentukan dengan persamaan matematik sebagai berikut.

Percepatan merupakan besaran vektor, maka arah percepatan rata – rata  besarnya ialah ∆v/∆t, sedangkan arah percepatan sesaat sama dengan arah limit dari perubahan vektor kecepatan ( ) dan besarnya adalah  dv/dt

d.  Macam- macam Gerak Lurus 

Di dalam fisika gerak lurus dibedakan menjadi 2 yaitu:

1. Gerak Lurus Beraturan
Salah satu jenis gerak yang dipelajari dalam fisika ialah gerak dalam lintasan lurus dengan kecepatan atau laju tetap. Gerak yang demikian disebut dengan gerak lurus beraturan. Sebuah benda yang bergerak lurus beraturan akan menempuh jarak yang sama dalam selang waktu yang sama. 

berdasarkan gambar diatas, seseorang dikatakan bergerak lurus beraturan dalam selang waktu t1 hingga t4, kalau jika dalam selang waktu ∆t1 menempuh jarak s1, dalam selang waktu ∆t2 menempuh jarak s2 dan dalam selang waktu ∆t3 menempuh jarak s3 dan ∆t1= ∆t2= ∆t3 serta s1 = s2 = s3

Meskipun konsep gerak lurus beraturan ini hanya sebuah konsep ideal, tetapi asumsi-asumsi dari konsep ini sangat bermanfaat. Benda yang bergerak lurus beraturan  mempunyai kecepatan (laju) tetap, maka grafik kecepatan terhadap waktu dari gerak ini sanggup digambarkan sebagai berikut. 

Berdasarkan grafik di atas, maka kecepatan benda setiap dikala sanggup dinyatakan dengan persamaan berikut.

V = vo

Sehingga benda yang bergerak lurus beraturan tidak mempunyai percepatan, hal ini alasannya ialah sesuai dengan persamaan berikut ini, 

Sedangkan, jarak yang ditempuh benda sanggup ditentukan menurut luas persegi panjang ABCD pada grafik di atas adalah 

Berdasarkan persamaan di atas, maka grafik jarak (s) terhadap waktu (t) dari benda yang bergerak lurus beraturan ditunjukkan pada gambar di bawah ini 

Berdasarkan grafik di atas, maka kecepatan benda sanggup ditentukan dari kemiringan kurva  s = f (t), yaitu  ν = tan α, Dengan   α = sudut antara kurva dan sumbu t positif.      

2. Gerak Lurus Berubah Beraturan
Gerak lurus berubah beraturan ialah gerak dengan lintasan lurus dan percepatannya tetap. Benda yang bergerak lurus berubah beraturan mempunyai perubahan kecepatan yang sama dalam selang waktu yang sama yaitu;   

 

 Karena benda yang bergerak lurus berubah beraturan mempunyai percepatan tetap, maka grafik percepatan terhadap waktu dari gerak lurus berubah beraturan sanggup digambarkan sebagai berikut: 

 

Berdasarkan grafik, maka percepatan benda setiap dikala sanggup dinyatakan dengan persamaan  berikut ini.

 a = ao

Sehingga kecepatan benda setiap dikala sanggup ditentukan dari grafik sebagai berikut:

Berdasarkan persamaan kecepatan benda yang bergerak lurus berubah beraturan, maka grafik kecepatan (ν) terhadap waktu (t) sanggup digambarkan sebagai berikut 

Dari gambar di atas maka jarak benda yang ditempuh oleh benda setiap dikala sanggup ditentukan menyerupai berikut

Sehingga grafik jarak (s) terhadap waktu (t) sanggup dilihat pada gambar dibawah     

Hubungan laju (kecepatan), percepatan dan jarak dari benda yang bergerak lurus berubah beraturan sanggup ditentukan dengan persamaan v = vo + at  dan s =  vot + 1/2at2  yaitu:

 

 Sumber:

Trustho Raharjo dan Radiono, Fisika Mekanika, (Surakarta: LPP UNS dan UNS press, 2008)

Sumber http://ipa-area.blogspot.com

Share this post