Kinematika GLB GLBB Parabola GMB GMBB
Kinematika (GLB, GLBB, Parabola, GMB, GMBB)
Disusun Oleh :
1.Muhammad Farhan
(20170230002)
2.Wimpi Rizal.T
(20170230004)
3.Hartoyo
(20170230006)
4.Diantama Yoga
(20170230009)
5.Naufal Wahyu Pramasetya (20170230024)
Universitas Hang Tuah Surabaya
Fakultas Teknik Dan Ilmu Kelautan
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, yang telah
memberikan rahmat dan hidayahNya, serta shalawat dan salam tetap tercurahkan kepada
Nabi Muhammad SAW, atas terselesainya tugas kelompok kami yang berjudul
“Kinematika”, dan tak lupa berterima kasih kepada dosen Fisika kami yang telah
membimbing kami.
Disini kami akan menjelaskan tentang pengertian gerak dan jenis-jenis gerak dan
bermaksud menjelaskan jenis-jenis gerak
Kami menyadari bahwa penyusunan makalah ini jauh dari kesempurnaan, oleh karena
itu kritik maupun saran dari pembaca sangat dibutuhkan dan semoga makalah ini dapat
bermanfaat bagi pembaca sekalian.
Kelompok 5
Surabaya, 28 September 2017
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Gerak dalam kehidupan sehari-hari kita pernah mendengar dan melakukan gerak namun
disini akan dijelaskan apa itu gerak dan jenis-jenis gerak.
Di dalam gerak juga kita kenal dengan Kinematika gerak. Kinematika gerak inilah yang
akan kita bahas bersama antara lain Gerak Lurus yang terbagi dua yaitu Gerak Lurus
Beraturan (GLB) dan Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
Secara jelas dapat kita lihat pada makalah ini.
B. Tujuan
Tujuan penulisan makalah ini tidak lain untuk:
1. Memenuhi salah satu tugas kelompok kami.
2. Mengetahui gerak-gerak dalam ilmu fisika
3. Dapat membedakan GLB dan GLBB
4. Dapat megetahui rumus dari GLB dan GLBB
C. Rumusan Masalah
Berdasarkan materi kami, dapat kami uraikan rumusan masalah sebagai berikut.
1. Apa itu Gerak?
2. Sebutkan jenis-jenis gerak?
3. Apa perbedaan GLB dan GLBB?
4. Apa saja rumus-rumus dari GLB dan GLBB?
Gerak Lurus
Gerak lurus adalah gerakan suatu benda/obyek yang lintasannya berupa garis lurus (tidak
berbelok-belok). Dapat pula jenis gerak ini disebut sebagai suatu translasi beraturan. Pada
rentang waktu yang sama terjadi perpindahan yang besarnya sama. Seperti gerak kereta api di
rel yang lurus.
1. Posisi
Posisi atau kedudukan adalah suatu kondisi vektor yang merepresentasikan keberadaan
satu titik terhadap titik lainnya yang bisa dijabarkan dengan koordinat kartesius, dengan titik
(0,0) adalah titik yang selain dua titik tersebut namun masih berkolerasi atau salah satu dari
dua titik tersebut.
2. Jarak dan Perpindahan
Jarak adalah panjang lintasan sesungguhnya yang ditempuh oleh suatu benda dalam waktu
tertentu mulai dari posisi awal dan selesai pada posisi akhir. Jarak merupakan besaran skalar
karena tidak bergantung pada arah. Oleh karena itu, jarak selalu bernilai positif. Besaran jarak
adalah ‘s’.
Perpindahan adalah perubahan posisi atau kedudukan suatu benda dari keadaan awal ke
keadaan akhirnya. Perpindahan merupakan besaran vektor(untuk lebih jelasnya, simak
gambar di bawah). Perpindahan hanya mempersoalkan jarak antar kedudukan awal dan akhir
suatu objek. Besaran perpindahan adalah ‘d’. Untuk mengetahui perbedaan antara jarak dan
perpindahan, mari kita simak gambar dibawah ini:
Heri dan Dita setiap pagi berangkat sekolah bersama-sama. Heri menempuh jarak 700 m,
yaitu menempuh 300 m dari rumahnya menuju rumah Dita dan menempuh lagi 400 m dari
rumah Dita menuju sekolah. Namun, perpindahan Heri sejauh 500 m dari rumahnya menuju
sekolah.
3. Kelajuan dan Kecepatan
Kelajuan adalah besarnya kecepatan suatu objek. Kelajuan tidak memiliki arah sehingga
termasuk besaran skalar. Rumus kelajuan adalah sebagai berikut:
Keterangan:
v = kelajuan rata-rata (m/s)
s = jarak (m)
t = waktu tempuh (s)
Satuan diatas menggunakan SI. Sedangkan jika anda ingin menggunakan satuan km/h. Maka
rubah saja satuan jarak menjadi ‘k’ dan waktu tempuh menjadi ‘h’.
Kecepatan adalah besaran vektor yang menunjukkan seberapa cepat benda berpindah.
Kecepatan juga bisa berarti kelajuan yang mempunyai arah. Misal sebuah mobil bergerak ke
timur dengan kecepatan 60 km/jam. Rumus kecepatan tidak jauh berbeda dengan rumus
kelajuan bahkan bisa dikatakan sama. Rumusnya adalah sebagai berikut:
Keterangan:
v = kecepatan rata-rata (m/s)
s = perpindahan (m)
t = selang waktu (s)
4. Gerak Lurus Beraturan
Gerak lurus beraturan (GLB) adalah gerak yang lintasannya lurus dan kecepatannya tetap.
Cara menghitung jarak dari suatu gerak beraturan. Yaitu dengan mengalikan kecepatan(m/s)
dengan selang waktu(s).
Keterangan:
v = kecepatan rata-rata (m/s)
s = perpindahan (m)
t = selang waktu (s)
5. Gerak Lurus Berubah Beraturan
Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak yang lintasannya lurus dan
kecepatannya berubah secara beraturan/berpola. Ada dua kemungkinan GLBB, yaitu GLBB
dipercepat dan GLBB diperlambat. Rumus GLBB dituliskan sebagai berikut.
Keterangan:
vt = kecepatan akhir atau kecepatan setelah t sekon (m/s)
v0 = kecepatan awal (m/s)
a = percepatan (m/s2)
t = selang waktu (s)
s = jarak tempuh (m)
Selain itu, anda juga bisa menghitung jarak tempuh yang dialami benda yang bergerak lurus
berubah beraturan dengan rumus luas matematika.
Percepatan adalah perubahan kecepatan dalam satuan waktu tertentu. Percepatan termasuk
besaran vektor. Satuan SI percepatan adalah m/s2. Percepatan bisa bernilai positif dan negatif.
Bila nilai percepatan positif, hal ini menunjukkan bahwa kecepatan benda yang mengalami
percepatan positif ini bertambah (dipercepat). Sedangkan bila negatif, hal ini berarti
kecepatannya menurun (diperlambat). Jika gerak suatu benda lurus dan kecepatannya tidak
berubah, maka resultan percepatannya adalah 0. Rumus percepatan adalah sebagai berikut.
Keterangan:
a = percepatan rata-rata (m/s2)
= perubahan kecepatan (m/s)
= selang waktu (s)
GLBB dalam Kehidupan
1. Gerak Jatuh Bebas
Gerak jatuh bebas adalah gerak sebuah objek yang jatuh dari ketinggian tanpa kecepatan awal
yang dipengaruhi oleh gaya gravitasi. Benda-benda yang jatuh bebas di ruang hampa
mendapat percepatan yang sama. Benda-benda tersebut jika di kenyataan mungkin
disebabkan karena gaya gesek dengan udara. Rumus-rumus gerak jatuh bebas adalah sebagai
berikut.
Keterangan:
vt = kecepatan saat t sekon (m/s)
g = percepatan gravitasi bumi (9,8 m/s2)
h = jarak yang ditempuh benda (m)
t = selang waktu (s)
2. Gerak Vertikal ke Bawah
Gerak Vertikal ke bawah adalah gerak suatu benda yang dilemparkan vertikal ke bawah
dengan kecepatan awal dan dipengaruhi oleh percepatan. Rumus-rumus gerak vertikal ke
bawah adalah sebagai berikut.
Keterangan:
h = jarak/perpindahan (m)
v0 = kecepatan awal (m/s)
vt = kecepatan setelah t (m/s)
g = percepatan gravitasi (9,8 m/s2)
t = selang waktu (s)
3. Gerak Vertikal ke Atas
Gerak vertikal ke atas adalah gerak suatu benda yang dilempar vertikal ke atas dengan
kecepatan awal tertentu (v0) dan percepatan g saat kembali turun. Rumus gerak vertikal ke
atas adalah sebagai berikut.
Di titik tertinggi benda, kecepatan benda adalah nol. Persamaan yang berlaku di titik tertinggi
adalah sebagai berikut.
Keterangan:
tnaik = selang waktu dari titik pelemparn hingga mencapai titik tertinggi (s)
v0 = kecepatan awal (m/s)
g = percepatan gravitasi (9,8 m/s2)
hmaks = jarak yang ditempuh hingga titik tertinggi (m)
Saat mulai turun, persamaannya sama seperti gerak jatuh bebas. Rumusnya adalah:
Jadi, dapat disimpulkan bahwa waktu saat naik sama dengan waktu saat turun.
Gerak Parabola
Gerak Parabola juga dikenal sebagai Gerak Peluru. Dinamakan Gerak parabola karena
lintasannya berbentuk parabola, bukan bergerak lurus. Contoh bentuk gerak ini dapat kita
lihat pada gerakan bola saat dilempar, gerakan pada peluru meriam yang ditembakkan,
gerakan pada benda yang dilemparkan dari pesawat dan gerakan pada seseorang yang
melompat maju.
Agar kamu memahami materi ini dengan baik, kamu harus memahami terlebih dahulu materi
berikut:
Operasi Vektor
Gerak Jatuh Bebas
Gerak Lurus (GLB dan GLBB)
Untuk mempermudah pemahaman kamu, perhatikan gambar lintasan gerak parabola dan
komponennya di bawah ini.
[Sumber Gambar: Douglas C. Giancoli, 2005]
Jika kita memerhatikan gambar diatas, kita dapat menyimpulkan bahwa gerak parabola
memiliki 3 titik kondisi,
Pada titik A, merupakan titik awal gerak benda. Benda memiliki kecepatan awal
.
Pada titik B, benda berada di akhir lintasannya.
Pada titik C, merupakan titik tertinggi benda. Benda berada pada ketinggian maksimal
, pada titik ini kecepatan vertikal benda besarnya 0 (nol) (
).
Komponen Gerak pada Gerak Parabola
Gerak Parabola merupakan gabungan dari dua komponen gerak, yakni komponen gerak
horizontal (sumbu x) dan komponen gerak vertikal (sumbu y).
Mari kita bahas kedua komponennya:
Komponen gerak parabola sisi horizontal (pada sumbu X):
o Komponen gerak horizontal besarnya selalu tetap dalam setiap
rentang waktu karena tidak terdapat percepatan maupun
perlambatan pada sumbu x
, sehingga:
o
Terdapat sudut (θ) antara kecepatan benda (V) dengan komponen
gerak horizontal dalam setiap rentang waktu, sehingga:
o
Karena tidak terdapat percepatan maupun perlambatan pada
sumbu X, maka untuk mencari jarak yang ditempuh benda (x) pada
selang waktu (t) dapat kita hitung dengan rumus:
Komponen gerak parabola sisi vertikal (pada sumbu y):
o Komponen gerak vertikal besarnya selalu berubah dalam setiap
o
rentang waktu karena benda dipengaruhi percepatan gravitasi (g)
pada sumbu y. Jadi kamu harus pahami bahwa benda mengalami
perlambatan akibat gravitasi
Terdapat sudut [θ] antara kecepatan benda (V) dengan komponen
gerak vertikal
o
Karena dipengaruhi percepatan gravitasi, maka komponen gerak
vertikal
o
, sehingga:
pada selang waktu (t) dapat kita cari dengan rumus:
Kita dapat mencari ketinggian benda (y) pada selang waktu (t)
dengan rumus:
Terdapat pula persamaan-persamaan untuk menentukan besaran gerak
parabola lainnya:
o Apabila tidak diketahui komponen waktu, kita dapat langsung
mencari jarak tempuh benda terjauh (
), yakni dari titik A hingga
ke titik B, dengan menggabungkan kedua komponen gerak.
Komponen gerak horizontal:
Komponen gerak vertikal:
Dengan mensubstitusikan kedua persamaan diatas, kita
mendapatkan persamaan:
o
Kita dapat pula langsung menghitung ketinggian benda maksimum
dengan persamaan:
o
Selain itu, dengan dengan menggunakan teorema Pythagoras kita
dapat mencari kecepatan benda jika kedua komponen lainnya
diketahui.
o
Jika diketahui kedua komponen kecepatan, kita juga dapat
mengetahui besarnya sudut θ yang dibentuk, yaitu:
Gerak Melingkar Beraturan (GMB)
Gerak Melingkar Beraturan (GMB). Mirip dengan GLB, gerak melingkar beraturan di
definisikan sebagai gerak suatu benda menempuh lintasan melingkar dengan kelajuan (besar
kecepatan) tetap. Pada GMB, besar kecepatan linear (atau kelajuan linear) adalah tetap, tetapi
vektor kecepatan linear setiap saat berubah (tidak tetap). Sedangkan vektor kecepatan sudut
adalah tetap karena baik besar maupun arah dari kecepatan sudut setiap saat tetap. Percepatan
sudut maupun percepatan tangensial sama dengan nol.
Besaran-besaran dalam Gerak Melingkar Beraturan
Periode dan Frekuensi
Periode (T) didefinisikan sebagai selang waktu yang dipergunakan oleh suatu titik materi
pada benda yang berputar terhadap suatu proses tertentu, untuk menempuh satu kali putaran
(satu kali melingkar). Frekuensi (f) didefinisikan sebagai banyaknya putaran yang dapat
dilakukan oleh suatu titik materi yang berputar terhadap suatu proses tertentu, dalam selang
waktu satu sekon.
Secara matematis, periode, dan frekuensi dirumuskan sebagai berikut:
Keterangan:
n= banyaknya putaran
t= waktu tempuh (s)
T= periode(s)
f= frekuensi (Hz)
Kecepatan Linear (v) dan kecepatan sudut (ω)
Kecepatan linear (v) adalah hasil bagi panjang lintasan linear yang ditempuh partikel dengan
selang waktu tempuhnya. Sedangkan kecepatan sudut (ω) adalah hasil bagi sudut pusat yang
ditempuh partikel dengan selang waktunya.
Secara matematis, kecepatan linear dan kecepatan sudut dirumuskan sebagai berikut
Hubungan antara kecepatan linear dengan kecepatan sudut dirumuskan sebagai berikut
Percepatan Sentripetal (αs)
Pada partikel yang melakukan gerak melingkar beraturan, percepatan tangensial bernilai nol
tetapi partikel tersebut masih mengalami percepatan sentripetal αs. Percepatan sentripetal
didefinisikan sebagai percepatan yang selalu tegak lurus terhadap kecepatan linearnya dan
mengarah ke pusat lingkaran.
Percepatan sentripetal dapat dicarai dengan persamaan beriku
Persamaan Gerak pada Gerak Melingkar Beraturan
Analogi dari gerak beraturan adalah gerak melingkar beraturan. Oleh karena itu, persamaan
untuk gerak melingkar beraturan mirip dengan gerak lurus beraturan. Dalam GMB, kecepatan
sudut rata-rata sema dengan kecepatan sudut sesaat.
Misalkan paa keadaan awal (t0=0), posisi partikel θ0 maka:
Dengan demikian, berlaku persamaan
Gerak Melingkar Berubah Beraturan
Adalah gerak suatu benda dengan bentuk lintasan melingkar dan besar
percepatan sudut/anguler (α) konstan.Jika perecepatan anguler benda searah
dengan perubahan kecepatan anguler maka perputaran benda semakin cepat,
dan dikatakan GMBB dipercepat. Sebaliknya jika percepatan anguler
berlawanan arahdengan perubahan kecepatan anguler benda akan semakin
lambat, dan dikatakan GMBB diperlambat.
1. Percepatan Anguler (α) Sebuah benda bergerak melingkar dengan laju
anguler berubah beraturan memiliki perubahan kecepatan angulernya adalah :
Δω = ω2 – ω1
Dan perubahan waktu kecepatan anguler adalah Δt, maka di dapatkan :
∆ω = perubahan kecepatan sudut (rad/s)
∆t = selang waktu (s)
α = percepatan sudut/anguler (rads-2)
Sama halnya dengan Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB), pada GMBB
berlaku juga :
- Mencari kecepatan sudut akhir (ωt) : ωt = ω0 ± α.t
- Mencari posisi sudut / besar sudut (θ) yang ditempuh:
θ= ω0 t ± α.t2
x = R. θ
Dapat diperoleh juga :
ωt2 = ω02 ± 2 α.θ
dimana :
ωt = kecepatan sudut/anguler keadaan akhir(rad/s)
ω0 = kecepatan sudut/anguler keadaan awal (rad/s)
θ = besar sudut yang ditempuh (radian, putaran)
1 rpm = 1 putaran permenit
1 putaran = 360° = 2p rad.
x = perpindahan linier (m)
t = waktu yang diperlukan (s)
R = jari-jari lintasan (m)
2. Percepatan Tangensial (at)
Pada gerak melingkar berubah beraturan selain percepatan sentripetal (as) juga
mempunyai percepatan tangensial (at).
Semua benda bergerak melingkar selalu memiliki percepatan sentripetal,
tetapi belum tentu memiliki percepatan tangensial.
Percepatan tangensial hanya dimiliki bila benda bergerak melingkar dan
mengalami perubahan kelajuan linier.
Benda yang bergerak melingkar dengan kelajuan linier tetap hanya memiliki
percepatan sentripetal, tetapi tidak mempunyai percepatan tangensial (at = 0 ).
PENUTUP
A. Kesimpulan
Gerak adalah suatu benda yang berpindah tempat atau berubah aturan dari titik acuan
Dalam gerakan kita dapat mempelajari gerak lurus yang terbagi dua yaitu: gerak lurus
beraturan dan tidak beraturan.
Rumus-rumus gerak dapat digunakan untuk mencari penyelesaian dari soal tentang
gerak.
B. Saran
Mempraktekkan gerak dalam kehidupan sehari-hari
Mencoba menjawab contoh soal yang berkaitan dengan gerak
Menggunakan rumus-rumus dalam memecahkan suatu soal
DAFTAR PUSTAKA
https://hedisasrawan.blogspot.co.id/2012/08/kinematika-gerak-versi-lengkap.html
http://www.studiobelajar.com/gerak-parabola/
https://modulfisika.blogspot.co.id/2013/11/kelas-x-gerak-melingkar-beraturan-gmb.html
http://kinematika.weebly.com/gerak-melingkar-berubah-beraturan.html
Disusun Oleh :
1.Muhammad Farhan
(20170230002)
2.Wimpi Rizal.T
(20170230004)
3.Hartoyo
(20170230006)
4.Diantama Yoga
(20170230009)
5.Naufal Wahyu Pramasetya (20170230024)
Universitas Hang Tuah Surabaya
Fakultas Teknik Dan Ilmu Kelautan
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, yang telah
memberikan rahmat dan hidayahNya, serta shalawat dan salam tetap tercurahkan kepada
Nabi Muhammad SAW, atas terselesainya tugas kelompok kami yang berjudul
“Kinematika”, dan tak lupa berterima kasih kepada dosen Fisika kami yang telah
membimbing kami.
Disini kami akan menjelaskan tentang pengertian gerak dan jenis-jenis gerak dan
bermaksud menjelaskan jenis-jenis gerak
Kami menyadari bahwa penyusunan makalah ini jauh dari kesempurnaan, oleh karena
itu kritik maupun saran dari pembaca sangat dibutuhkan dan semoga makalah ini dapat
bermanfaat bagi pembaca sekalian.
Kelompok 5
Surabaya, 28 September 2017
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Gerak dalam kehidupan sehari-hari kita pernah mendengar dan melakukan gerak namun
disini akan dijelaskan apa itu gerak dan jenis-jenis gerak.
Di dalam gerak juga kita kenal dengan Kinematika gerak. Kinematika gerak inilah yang
akan kita bahas bersama antara lain Gerak Lurus yang terbagi dua yaitu Gerak Lurus
Beraturan (GLB) dan Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
Secara jelas dapat kita lihat pada makalah ini.
B. Tujuan
Tujuan penulisan makalah ini tidak lain untuk:
1. Memenuhi salah satu tugas kelompok kami.
2. Mengetahui gerak-gerak dalam ilmu fisika
3. Dapat membedakan GLB dan GLBB
4. Dapat megetahui rumus dari GLB dan GLBB
C. Rumusan Masalah
Berdasarkan materi kami, dapat kami uraikan rumusan masalah sebagai berikut.
1. Apa itu Gerak?
2. Sebutkan jenis-jenis gerak?
3. Apa perbedaan GLB dan GLBB?
4. Apa saja rumus-rumus dari GLB dan GLBB?
Gerak Lurus
Gerak lurus adalah gerakan suatu benda/obyek yang lintasannya berupa garis lurus (tidak
berbelok-belok). Dapat pula jenis gerak ini disebut sebagai suatu translasi beraturan. Pada
rentang waktu yang sama terjadi perpindahan yang besarnya sama. Seperti gerak kereta api di
rel yang lurus.
1. Posisi
Posisi atau kedudukan adalah suatu kondisi vektor yang merepresentasikan keberadaan
satu titik terhadap titik lainnya yang bisa dijabarkan dengan koordinat kartesius, dengan titik
(0,0) adalah titik yang selain dua titik tersebut namun masih berkolerasi atau salah satu dari
dua titik tersebut.
2. Jarak dan Perpindahan
Jarak adalah panjang lintasan sesungguhnya yang ditempuh oleh suatu benda dalam waktu
tertentu mulai dari posisi awal dan selesai pada posisi akhir. Jarak merupakan besaran skalar
karena tidak bergantung pada arah. Oleh karena itu, jarak selalu bernilai positif. Besaran jarak
adalah ‘s’.
Perpindahan adalah perubahan posisi atau kedudukan suatu benda dari keadaan awal ke
keadaan akhirnya. Perpindahan merupakan besaran vektor(untuk lebih jelasnya, simak
gambar di bawah). Perpindahan hanya mempersoalkan jarak antar kedudukan awal dan akhir
suatu objek. Besaran perpindahan adalah ‘d’. Untuk mengetahui perbedaan antara jarak dan
perpindahan, mari kita simak gambar dibawah ini:
Heri dan Dita setiap pagi berangkat sekolah bersama-sama. Heri menempuh jarak 700 m,
yaitu menempuh 300 m dari rumahnya menuju rumah Dita dan menempuh lagi 400 m dari
rumah Dita menuju sekolah. Namun, perpindahan Heri sejauh 500 m dari rumahnya menuju
sekolah.
3. Kelajuan dan Kecepatan
Kelajuan adalah besarnya kecepatan suatu objek. Kelajuan tidak memiliki arah sehingga
termasuk besaran skalar. Rumus kelajuan adalah sebagai berikut:
Keterangan:
v = kelajuan rata-rata (m/s)
s = jarak (m)
t = waktu tempuh (s)
Satuan diatas menggunakan SI. Sedangkan jika anda ingin menggunakan satuan km/h. Maka
rubah saja satuan jarak menjadi ‘k’ dan waktu tempuh menjadi ‘h’.
Kecepatan adalah besaran vektor yang menunjukkan seberapa cepat benda berpindah.
Kecepatan juga bisa berarti kelajuan yang mempunyai arah. Misal sebuah mobil bergerak ke
timur dengan kecepatan 60 km/jam. Rumus kecepatan tidak jauh berbeda dengan rumus
kelajuan bahkan bisa dikatakan sama. Rumusnya adalah sebagai berikut:
Keterangan:
v = kecepatan rata-rata (m/s)
s = perpindahan (m)
t = selang waktu (s)
4. Gerak Lurus Beraturan
Gerak lurus beraturan (GLB) adalah gerak yang lintasannya lurus dan kecepatannya tetap.
Cara menghitung jarak dari suatu gerak beraturan. Yaitu dengan mengalikan kecepatan(m/s)
dengan selang waktu(s).
Keterangan:
v = kecepatan rata-rata (m/s)
s = perpindahan (m)
t = selang waktu (s)
5. Gerak Lurus Berubah Beraturan
Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak yang lintasannya lurus dan
kecepatannya berubah secara beraturan/berpola. Ada dua kemungkinan GLBB, yaitu GLBB
dipercepat dan GLBB diperlambat. Rumus GLBB dituliskan sebagai berikut.
Keterangan:
vt = kecepatan akhir atau kecepatan setelah t sekon (m/s)
v0 = kecepatan awal (m/s)
a = percepatan (m/s2)
t = selang waktu (s)
s = jarak tempuh (m)
Selain itu, anda juga bisa menghitung jarak tempuh yang dialami benda yang bergerak lurus
berubah beraturan dengan rumus luas matematika.
Percepatan adalah perubahan kecepatan dalam satuan waktu tertentu. Percepatan termasuk
besaran vektor. Satuan SI percepatan adalah m/s2. Percepatan bisa bernilai positif dan negatif.
Bila nilai percepatan positif, hal ini menunjukkan bahwa kecepatan benda yang mengalami
percepatan positif ini bertambah (dipercepat). Sedangkan bila negatif, hal ini berarti
kecepatannya menurun (diperlambat). Jika gerak suatu benda lurus dan kecepatannya tidak
berubah, maka resultan percepatannya adalah 0. Rumus percepatan adalah sebagai berikut.
Keterangan:
a = percepatan rata-rata (m/s2)
= perubahan kecepatan (m/s)
= selang waktu (s)
GLBB dalam Kehidupan
1. Gerak Jatuh Bebas
Gerak jatuh bebas adalah gerak sebuah objek yang jatuh dari ketinggian tanpa kecepatan awal
yang dipengaruhi oleh gaya gravitasi. Benda-benda yang jatuh bebas di ruang hampa
mendapat percepatan yang sama. Benda-benda tersebut jika di kenyataan mungkin
disebabkan karena gaya gesek dengan udara. Rumus-rumus gerak jatuh bebas adalah sebagai
berikut.
Keterangan:
vt = kecepatan saat t sekon (m/s)
g = percepatan gravitasi bumi (9,8 m/s2)
h = jarak yang ditempuh benda (m)
t = selang waktu (s)
2. Gerak Vertikal ke Bawah
Gerak Vertikal ke bawah adalah gerak suatu benda yang dilemparkan vertikal ke bawah
dengan kecepatan awal dan dipengaruhi oleh percepatan. Rumus-rumus gerak vertikal ke
bawah adalah sebagai berikut.
Keterangan:
h = jarak/perpindahan (m)
v0 = kecepatan awal (m/s)
vt = kecepatan setelah t (m/s)
g = percepatan gravitasi (9,8 m/s2)
t = selang waktu (s)
3. Gerak Vertikal ke Atas
Gerak vertikal ke atas adalah gerak suatu benda yang dilempar vertikal ke atas dengan
kecepatan awal tertentu (v0) dan percepatan g saat kembali turun. Rumus gerak vertikal ke
atas adalah sebagai berikut.
Di titik tertinggi benda, kecepatan benda adalah nol. Persamaan yang berlaku di titik tertinggi
adalah sebagai berikut.
Keterangan:
tnaik = selang waktu dari titik pelemparn hingga mencapai titik tertinggi (s)
v0 = kecepatan awal (m/s)
g = percepatan gravitasi (9,8 m/s2)
hmaks = jarak yang ditempuh hingga titik tertinggi (m)
Saat mulai turun, persamaannya sama seperti gerak jatuh bebas. Rumusnya adalah:
Jadi, dapat disimpulkan bahwa waktu saat naik sama dengan waktu saat turun.
Gerak Parabola
Gerak Parabola juga dikenal sebagai Gerak Peluru. Dinamakan Gerak parabola karena
lintasannya berbentuk parabola, bukan bergerak lurus. Contoh bentuk gerak ini dapat kita
lihat pada gerakan bola saat dilempar, gerakan pada peluru meriam yang ditembakkan,
gerakan pada benda yang dilemparkan dari pesawat dan gerakan pada seseorang yang
melompat maju.
Agar kamu memahami materi ini dengan baik, kamu harus memahami terlebih dahulu materi
berikut:
Operasi Vektor
Gerak Jatuh Bebas
Gerak Lurus (GLB dan GLBB)
Untuk mempermudah pemahaman kamu, perhatikan gambar lintasan gerak parabola dan
komponennya di bawah ini.
[Sumber Gambar: Douglas C. Giancoli, 2005]
Jika kita memerhatikan gambar diatas, kita dapat menyimpulkan bahwa gerak parabola
memiliki 3 titik kondisi,
Pada titik A, merupakan titik awal gerak benda. Benda memiliki kecepatan awal
.
Pada titik B, benda berada di akhir lintasannya.
Pada titik C, merupakan titik tertinggi benda. Benda berada pada ketinggian maksimal
, pada titik ini kecepatan vertikal benda besarnya 0 (nol) (
).
Komponen Gerak pada Gerak Parabola
Gerak Parabola merupakan gabungan dari dua komponen gerak, yakni komponen gerak
horizontal (sumbu x) dan komponen gerak vertikal (sumbu y).
Mari kita bahas kedua komponennya:
Komponen gerak parabola sisi horizontal (pada sumbu X):
o Komponen gerak horizontal besarnya selalu tetap dalam setiap
rentang waktu karena tidak terdapat percepatan maupun
perlambatan pada sumbu x
, sehingga:
o
Terdapat sudut (θ) antara kecepatan benda (V) dengan komponen
gerak horizontal dalam setiap rentang waktu, sehingga:
o
Karena tidak terdapat percepatan maupun perlambatan pada
sumbu X, maka untuk mencari jarak yang ditempuh benda (x) pada
selang waktu (t) dapat kita hitung dengan rumus:
Komponen gerak parabola sisi vertikal (pada sumbu y):
o Komponen gerak vertikal besarnya selalu berubah dalam setiap
o
rentang waktu karena benda dipengaruhi percepatan gravitasi (g)
pada sumbu y. Jadi kamu harus pahami bahwa benda mengalami
perlambatan akibat gravitasi
Terdapat sudut [θ] antara kecepatan benda (V) dengan komponen
gerak vertikal
o
Karena dipengaruhi percepatan gravitasi, maka komponen gerak
vertikal
o
, sehingga:
pada selang waktu (t) dapat kita cari dengan rumus:
Kita dapat mencari ketinggian benda (y) pada selang waktu (t)
dengan rumus:
Terdapat pula persamaan-persamaan untuk menentukan besaran gerak
parabola lainnya:
o Apabila tidak diketahui komponen waktu, kita dapat langsung
mencari jarak tempuh benda terjauh (
), yakni dari titik A hingga
ke titik B, dengan menggabungkan kedua komponen gerak.
Komponen gerak horizontal:
Komponen gerak vertikal:
Dengan mensubstitusikan kedua persamaan diatas, kita
mendapatkan persamaan:
o
Kita dapat pula langsung menghitung ketinggian benda maksimum
dengan persamaan:
o
Selain itu, dengan dengan menggunakan teorema Pythagoras kita
dapat mencari kecepatan benda jika kedua komponen lainnya
diketahui.
o
Jika diketahui kedua komponen kecepatan, kita juga dapat
mengetahui besarnya sudut θ yang dibentuk, yaitu:
Gerak Melingkar Beraturan (GMB)
Gerak Melingkar Beraturan (GMB). Mirip dengan GLB, gerak melingkar beraturan di
definisikan sebagai gerak suatu benda menempuh lintasan melingkar dengan kelajuan (besar
kecepatan) tetap. Pada GMB, besar kecepatan linear (atau kelajuan linear) adalah tetap, tetapi
vektor kecepatan linear setiap saat berubah (tidak tetap). Sedangkan vektor kecepatan sudut
adalah tetap karena baik besar maupun arah dari kecepatan sudut setiap saat tetap. Percepatan
sudut maupun percepatan tangensial sama dengan nol.
Besaran-besaran dalam Gerak Melingkar Beraturan
Periode dan Frekuensi
Periode (T) didefinisikan sebagai selang waktu yang dipergunakan oleh suatu titik materi
pada benda yang berputar terhadap suatu proses tertentu, untuk menempuh satu kali putaran
(satu kali melingkar). Frekuensi (f) didefinisikan sebagai banyaknya putaran yang dapat
dilakukan oleh suatu titik materi yang berputar terhadap suatu proses tertentu, dalam selang
waktu satu sekon.
Secara matematis, periode, dan frekuensi dirumuskan sebagai berikut:
Keterangan:
n= banyaknya putaran
t= waktu tempuh (s)
T= periode(s)
f= frekuensi (Hz)
Kecepatan Linear (v) dan kecepatan sudut (ω)
Kecepatan linear (v) adalah hasil bagi panjang lintasan linear yang ditempuh partikel dengan
selang waktu tempuhnya. Sedangkan kecepatan sudut (ω) adalah hasil bagi sudut pusat yang
ditempuh partikel dengan selang waktunya.
Secara matematis, kecepatan linear dan kecepatan sudut dirumuskan sebagai berikut
Hubungan antara kecepatan linear dengan kecepatan sudut dirumuskan sebagai berikut
Percepatan Sentripetal (αs)
Pada partikel yang melakukan gerak melingkar beraturan, percepatan tangensial bernilai nol
tetapi partikel tersebut masih mengalami percepatan sentripetal αs. Percepatan sentripetal
didefinisikan sebagai percepatan yang selalu tegak lurus terhadap kecepatan linearnya dan
mengarah ke pusat lingkaran.
Percepatan sentripetal dapat dicarai dengan persamaan beriku
Persamaan Gerak pada Gerak Melingkar Beraturan
Analogi dari gerak beraturan adalah gerak melingkar beraturan. Oleh karena itu, persamaan
untuk gerak melingkar beraturan mirip dengan gerak lurus beraturan. Dalam GMB, kecepatan
sudut rata-rata sema dengan kecepatan sudut sesaat.
Misalkan paa keadaan awal (t0=0), posisi partikel θ0 maka:
Dengan demikian, berlaku persamaan
Gerak Melingkar Berubah Beraturan
Adalah gerak suatu benda dengan bentuk lintasan melingkar dan besar
percepatan sudut/anguler (α) konstan.Jika perecepatan anguler benda searah
dengan perubahan kecepatan anguler maka perputaran benda semakin cepat,
dan dikatakan GMBB dipercepat. Sebaliknya jika percepatan anguler
berlawanan arahdengan perubahan kecepatan anguler benda akan semakin
lambat, dan dikatakan GMBB diperlambat.
1. Percepatan Anguler (α) Sebuah benda bergerak melingkar dengan laju
anguler berubah beraturan memiliki perubahan kecepatan angulernya adalah :
Δω = ω2 – ω1
Dan perubahan waktu kecepatan anguler adalah Δt, maka di dapatkan :
∆ω = perubahan kecepatan sudut (rad/s)
∆t = selang waktu (s)
α = percepatan sudut/anguler (rads-2)
Sama halnya dengan Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB), pada GMBB
berlaku juga :
- Mencari kecepatan sudut akhir (ωt) : ωt = ω0 ± α.t
- Mencari posisi sudut / besar sudut (θ) yang ditempuh:
θ= ω0 t ± α.t2
x = R. θ
Dapat diperoleh juga :
ωt2 = ω02 ± 2 α.θ
dimana :
ωt = kecepatan sudut/anguler keadaan akhir(rad/s)
ω0 = kecepatan sudut/anguler keadaan awal (rad/s)
θ = besar sudut yang ditempuh (radian, putaran)
1 rpm = 1 putaran permenit
1 putaran = 360° = 2p rad.
x = perpindahan linier (m)
t = waktu yang diperlukan (s)
R = jari-jari lintasan (m)
2. Percepatan Tangensial (at)
Pada gerak melingkar berubah beraturan selain percepatan sentripetal (as) juga
mempunyai percepatan tangensial (at).
Semua benda bergerak melingkar selalu memiliki percepatan sentripetal,
tetapi belum tentu memiliki percepatan tangensial.
Percepatan tangensial hanya dimiliki bila benda bergerak melingkar dan
mengalami perubahan kelajuan linier.
Benda yang bergerak melingkar dengan kelajuan linier tetap hanya memiliki
percepatan sentripetal, tetapi tidak mempunyai percepatan tangensial (at = 0 ).
PENUTUP
A. Kesimpulan
Gerak adalah suatu benda yang berpindah tempat atau berubah aturan dari titik acuan
Dalam gerakan kita dapat mempelajari gerak lurus yang terbagi dua yaitu: gerak lurus
beraturan dan tidak beraturan.
Rumus-rumus gerak dapat digunakan untuk mencari penyelesaian dari soal tentang
gerak.
B. Saran
Mempraktekkan gerak dalam kehidupan sehari-hari
Mencoba menjawab contoh soal yang berkaitan dengan gerak
Menggunakan rumus-rumus dalam memecahkan suatu soal
DAFTAR PUSTAKA
https://hedisasrawan.blogspot.co.id/2012/08/kinematika-gerak-versi-lengkap.html
http://www.studiobelajar.com/gerak-parabola/
https://modulfisika.blogspot.co.id/2013/11/kelas-x-gerak-melingkar-beraturan-gmb.html
http://kinematika.weebly.com/gerak-melingkar-berubah-beraturan.html