Apa yang Harus Kalian Lakukan? Aplikasi dan Analisis Laporan

101 IPA Terpadu Kelas VII Pernahkah kalian melihat pesawat ulang-alik yang sedang diluncurkan? Gambar di atas menggambarkan peluncuran pesawat ulang-alik Challenger untuk menjalankan misinya. Pesawat ulang- alik tersebut membawa satelit untuk menyelidiki keadaan di angkasa luar. Pada saat diluncurkan, bagaimana lintasan pesawat itu? Sumber: Calon Ilmuwan: Young Scientiest 102 Gerak Lurus

A. Gerak Lurus Beraturan GLB

Sebuah benda dikatakan bergerak bila posisinya berubah terhadap suatu titik acuan. Panjang lintasan yang ditempuh benda bergerak disebut jarak, sedangkan perubahan posisinya terhadap titik acuan disebut perpindahan. Berdasarkan lintasan dan kelajuannya gerak dibedakan menjadi gerak beraturan dan tidak beraturan.

1. Kelajuan dan Kecepatan

Kelajuan tidak bergantung pada arah sehingga kelajuan selalu bernilai positif. Sedangkan kecepatan bergantung pada arah. Oleh karena itu, kecepatan dapat bernilai positif dan negatif. Kecepatan mobil 60 kmjam ke selatan berbeda dengan kecepatan mobil 60 kmjam ke utara walaupun keduanya memiliki besar kelajuan yang sama. Kedua kecepatan ini berlawanan arah. Jika kecepatan ke selatan kita tetapkan positif, kita tulis +60 kmjam, maka kecepatan ke utara bernilai negatif, kita tulis –60 kmjam. Jadi, kecepatan adalah kelajuan yang disertai dengan arahnya. Kelajuan merupakan perubahan kedudukan benda setiap satuan waktu atau perpindahan benda tiap satuan waktu. Untuk lebih memahami pengertian kelajuan sekaligus persamaannya, lakukan kegiatan berikut. Laju benda yang bergerak dapat dihitung dengan cara membagi jarak yang ditempuh benda itu dengan waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak itu. Laju = diperlukan yang Waktu ditempuh yang Jarak = meter sekon v = s t Keterangan: v = kelajuan satuannya meter per sekon ms s = jarak yang ditempuh satuannya meter m t = waktu yang diperlukan satuannya sekon s Semakin besar kelajuan suatu benda, semakin singkat waktu yang digunakan benda itu untuk menempuh suatu jarak. Jika sebuah mobil bergerak dengan jarak perpindahan yang ditempuh setiap sekon selalu sama, dikatakan mobil tersebut bergerak dengan kelajuan tetap. Gambar 11.1 Mobil yang bergerak lurus apabila kelajuannya tetap akan me- lakukan gerak lurus beraturan Sumber: www.epa.gov Gambar 11.2 Spidometer pada kendaraan berfungsi untuk mengetahui kelajuannya Sumber: www.photo.net Apa yang akan kita pelajari dalam bab ini? Coba perhatikan peta konsep berikut dibedakan berdasarkan kecepatan GLB GLBB Gerak lurus 103 IPA Terpadu Kelas VII Perhatikan Gambar 11.3. Waktu tempuh mobil pada saat bergerak dari A–B s 1 , dari B–C s 2 , dari C–D s 3 , dan dari D–E s 4 sama, yaitu t s . Dengan demikian, mobil dikatakan bergerak dari A–E dengan kelajuan tetap. Pada umumnya, benda bergerak dengan kelajuan tidak tetap atau berubah-ubah. Benda yang bergerak demikian dikatakan bergerak tidak beraturan. Bila benda bergerak tidak beraturan, kelajuan yang kita gunakan yaitu kelajuan rata-rata. Kelajuan rata- rata merupakan hasil bagi antara jumlah seluruh jarak yang ditempuh dan jumlah waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak itu. Kelajuan rata-rata dirumuskan sebagai berikut. v rata-rata = s t Σ Σ Keterangan: v rata-rata = kelajuan rata-rata, satuannya meter per sekon ms ∑s = jumlah seluruh jarak yang ditempuh, satuannya meter m ∑t = jumlah seluruh waktu tempuh, satuannya sekon s s 1 = s 2 = s 3 = s 4 t s t s t s t s A B C D E s 1 s 2 s 3 s 4 Gambar 11.3 Skema gerak mobil dengan kelajuan tetap Pesawat Supersonik Pesawat tempur F–16 dengan nama Fighting Falcon mampu ter- bang dengan kelajuan maksimum 2.124 kmjam. Kelajuan pesawat itu hampir 2 kali kelajuan suara kelaju- an suara 1.224 kmjam. Pesawat F-16 biasa disebut dengan pesawat Supersonik. Pesawat F-16 jarang sekali terbang rendah apabila kelajuannya maksi- mum. Mengapa demikian? Ketika terbang dengan kelajuan maksi- mum pesawat F-16 dapat menimbul- kan dentuman atau getaran yang sangat kuat. Apabila pesawat F-16 terbang rendah di atas pemukiman penduduk, dentumannya dapat me- mecahkan kaca-kaca bangunan dan dapat memekakkan telinga. Sumber: www.danshistory.com 1. Endang berjalan lurus dalam waktu 2 menit. Jika Endang menempuh jarak 90 meter, berapakah kelajuan Endang? Penyelesaian: Diketahui: s = 90 meter t = 2 menit = 2 60 sekon = 120 sekon Ditanyakan: besar kecepatan atau kelajuan v Jawab: v = s t = 90 m 120 sekon = 0,75 ms Jadi, kelajuan Endang berjalan 0,75 ms. 2. Pada lomba lari maraton, seorang pelari berlari ke timur. Pada 5 menit pertama menempuh jarak 1,5 km, 8 menit kemudian menempuh jarak 3 km, 12 menit berikutnya menempuh jarak 3,5 km, dan 5 menit selanjutnya menempuh jarak 1 km. Berapakah kecepatan rata-rata pelari tersebut? Penyelesaian: Diketahui: total jarak yang ditempuh Σs: 1,5 km + 3 km + 3,5 km + 1 km = 9 km = 9.000 m total waktu tempuh Σt: 5 + 8 + 12 + 5 = 30 menit = 1.800 sekon 104 Gerak Lurus Membuat Grafik v – t untuk Gerak Lurus Beraturan A. Apa yang Kalian Perlukan? 1. troli atau mobil mainan 2. ticker timer pewaktu ketik 3. pita kertas 4. tali 5. papan yang licin 6. gunting B. Apa yang Harus Kalian Lakukan? 1. Susunlah alat dan bahan seperti gambar di atas 2. Hidupkan pewaktu ketik, kemudian tarik- lah troli dengan laju tetap selama be- berapa saat 3. Setelah selesai, matikan pewaktu ketik 4. Ambil pita dari pewaktu ketik 5. Amati ketukan yang tercetak pada pita kertas 6. Potong-potong pita kertas dengan setiap potongan berisi 5 titik hasil ketukan 7. Ukurlah panjang setiap potongan pita tersebut 8. Buatlah sumbu koordinat v dan t 9. Tempelkan setiap potongan pita di sumbu koordinat secara berjajar vertikal sesuai urutan pemotongan 10. Tarik garis yang menghubungkan titik-titik paling atas dari setiap potongan pita lihat gambar. Pita kertas Pewaktu ketik Troli Tali penarik Papan licin Pita kertas Pewaktu ketik Troli Tali penarik Papan licin v t Ticker timer pewaktu ketik adalah alat yang dapat digunakan untuk menentukan kelajuan sesaat dan percepatan suatu benda yang bergerak. Bagian utama alat ini adalah sebilah baja yang dapat bergetar dengan frekuensi tertentu. Ditanyakan : kecepatan rata-rata v rata-rata Jawab: v rata-rata = s t Σ Σ = 9.000 m 1.800 sekon = 5 ms Jadi, kecepatan rata-rata pelari 5 ms ke timur. Ingat Kecepatan harus disertai arahnya. Batang baja bergetar Piringan kertas karbon Paku pines Pita ketik Magnet Kumparan S U

2. Menyelidiki Gerak Lurus Beraturan GLB