Kelajuan dan Kecepatan Gerak Lurus Beraturan GLB

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

Di depan telah disinggung bahwa jarang sekali benda melakukan gerak lurus beraturan GLB karena adanya berbagai hambatan. Namun, sebenarnya pada saat-saat tertentu benda bisa melakukan GLB. Kita dapat mengamati dan menyelidiki benda yang melakukan GLB dengan melakukan kegiatan berikut. 105 IPA Terpadu Kelas VII Pada kegiatan di atas ditunjukkan bahwa jarak titik-titik yang berdekatan selalu sama. Setelah dipotong setiap 5 ketukan, panjang pita kertas itu pun sama. Hal ini menunjukkan bahwa kelajuan troli itu tetap, karena jarak yang ditempuh setiap ketukan atau setiap waktu adalah tetap. 2. Pada grafik, kelajuan dan waktu dinyata- kan oleh sumbu apa? 3. Bagaimana bentuk garis yang meng- hubungkan titik-titik paling atas dari setiap potongan pita? 4. Telah dijelaskan bahwa benda yang melakukan GLB kelajuannya konstan. Coba kalian hubungkan pernyataan di atas dengan grafik yang kalian buat 5. Buatlah kesimpulan dari hasil kegiatan kalian, kemudian diskusikan di kelas bersama-sama teman Kecepatan Benda Siapkanlah kelereng, bola ping- pong, kertas karbon, dan kertas putih. Letakkanlah kertas karbon di atas kertas putih. Jatuhkan kelereng dan bola pingpong dari ketinggian yang sama. Lakukanlah percobaan ini dari berbagai ketinggian. Cerita- kan keadaan atau bekas hitam di kertas putih yang kalian amati Jawablah soal-soal berikut 1. Bilamana suatu benda dikatakan melakukan gerak lurus ber- aturan? 2. Seorang pelari berhasil menempuh empat putaran dalam waktu 15 menit. Jika panjang lintasan tiap putaran 0,2 km, berapakah laju pelari tersebut? 3. Hamid berangkat dari Surabaya menuju Mojokerto pada pukul 07.30 dengan mengendarai sepeda motor. Sepanjang per- jalanan, spidometer sepeda motor selalu menunjuk di sekitar angka 60 kmjam. Sampai di Mojokerto pukul 08.15. Berapa jarak antara Surabaya dan Mojokerto? 4. Sebuah mobil berangkat dari Pontianak menuju Singkawang pada pukul 05.00. Mobil tiba di Singkawang pukul 07.30. Apabila jarak antara Pontianak dan Singkawang 105 km, hitung besar kelajuan rata-rata mobil tersebut 5. Agus berangkat ke sekolah naik sepeda. Jarak rumah Agus ke sekolah 4 km dan sekolah masuk pada pukul 07.00. Bila Agus mengayuh sepeda dengan kelajuan 8 kmjam, pukul berapa Agus harus berangkat agar tidak terlambat? Pontianak Singkawang C. Apa yang Kalian Peroleh?

D. Aplikasi dan Analisis

1. Samakah jarak antara titik satu dengan lainnya untuk setiap potongan pita? Potongan Pita Panjang Potongan Pita cm 1 . . . . 2 . . . . 3 . . . . 4 . . . . 5 . . . . 106 Gerak Lurus Gambar 11.4 Bola melakukan GLBB diperlambat ketika naik dan melakukan GLBB dipercepat ketika turun Dengan istilah percepatan ini, kita dapat menerjemahkan pengertian dari GLBB. Keadaan berubah beraturan dalam GLBB disebabkan adanya percepatan yang tetap dari gerak benda tersebut. Secara lebih mudah dapat dijelaskan bahwa GLBB adalah gerak benda dalam lintasan lurus dengan percepatan konstan. Contoh benda yang melakukan gerak lurus dipercepat beratur- an adalah benda jatuh bebas. Sebaliknya, contoh benda yang me- lakukan gerak lurus diperlambat beraturan adalah benda yang dilemparkan vertikal ke atas. Gambar 11.4 memperlihatkan benda yang melakukan GLBB diperlambat dan GLBB dipercepat. Benda jatuh bebas kecepatan awalnya v sama dengan nol. Gerak benda itu hanya dipengaruhi percepatan gravitasi bumi. Semua benda yang jatuh bebas ke Bumi mengalami percepatan yang besarnya sama dengan percepatan gravitasi bumi g, yaitu sekitar 9,8 ms 2 atau biasa dibulatkan 10 ms 2 . Pada aktivitas di depan, kalian telah mempelajari gerak benda yang melakukan GLBB dipercepat. Untuk lebih memahami tentang variasi gerak lurus berubah beraturan, lakukan diskusi dan kerjakan tugas di bawah ini. Ardi bersepeda ke sekolah. Pada sekon pertama kelajuannya sebesar 2 ms, pada akhir sekon kedua kelajuannya 4 ms, dan pada akhir sekon ketiga kelajuannya sebesar 6 ms. Berapakah percepatan Ardi bersepeda? Penyelesaian: Diketahui: v 1 = 2 ms v 2 = 4 ms v 3 = 6 ms Ditanyakan: percepatan a Jawab: a = 2 1 2 1 v v t t − − = 4 2 m s 2 1 s - - = 2 ms 2 atau a = 3 2 3 2 v v t t − − = 6 4 m s 3 2 s - - = 2 ms 2 atau a = 3 1 3 1 v v t t − − = 6 2 m s 3 1 s - - = 2 ms 2 Jadi, percepatan Ardi bersepeda 2 ms 2 .

B. Gerak Lurus Berubah Beraturan GLBB

Gerak lurus berubah beraturan adalah gerak suatu benda yang lintasannya lurus dan kelajuannya selalu berubah secara beraturan. Pada GLBB, penambahan kecepatan tiap satu satuan waktu di- sebut sebagai percepatan atau akselerasi a. Sebaliknya pengurang- an kecepatan tiap satu satuan waktu disebut sebagai perlambatan atau sering disebut sebagai percepatan negatif yang disimbolkan dengan – a a dengan tanda minus. Pengertian ini berlaku apabila arah positif sama dengan arah gerak benda. Percepatan dirumus- kan sebagai berikut. a = 2 1 2 1 - - v v t t = Δ Δ v t Keterangan: a = percepatan, satuannya meter per sekon kuadrat ms 2 Δv = perubahan kecepatan, satuannya meter per sekon ms Δt = perubahan waktu, satuannya sekon s v 2 = kecepatan akhir benda, satuannya ms v 1 = kecepatan awal benda, satuannya ms