Gerak Lurus

Sebelumnya kita telah belajar mengenai konsep jarak, perpindahan, kecepatan, kelajuan, dan percepatan. Nah, sekarang kita akan mempelajari tentang gerak suatu benda.

Kereta Api (Sumber: Wikimedia Commons, Lisensi CC BY-SA 3.0)
Gerak merupakan perubahan posisi benda secara terus menerus dari waktu ke waktu. Suatu benda dikatakan bergerak jika posisinya berubah terhadap suatu titik acuan tertentu. Misalnya, Andi berada di dalam kereta api yang sedang melaju dari sebuah stasiun. Jika acuannya stasiun, Andi dikatakan bergerak. Sedangkan jika acuannya adalah kereta, Andi dikatakan diam terhadap kereta. Jadi, istilah diam dan bergerak itu bersifat relatif tergantung kerangka acuan yang dipakai. Dalam kehidupan sehari-hari, istilah diam dan bergerak biasanya menggunakan Bumi sebagai titik acuan.

Terdapat dua bagian dalam mempelajari gerak. Pertama yaitu kinematika dan kedua yaitu dinamika. Kinematika merupakan ilmu tentang gerak tanpa memerhatikan penyebabnya. Sedangkan dinamika adalah ilmu tentang gerak dengan memerhatikan penyebabnya, yaitu gaya.

Benda yang bergerak selalu membentuk suatu lintasan dan berdasarkan lintasannya itu, gerak benda dapat dibedakan menjadi gerak lurus dan gerak lengkung. Benda dikatakan bergerak lurus bila lintasannya adalah garis lurus. Sebaliknya bila lintasannya melengkung, maka benda dikatakan bergerak lengkung. Gerak lengkung yang biasa dibahas adalah gerak parabola dan gerak melingkar. Namun, dalam bab ini hanya akan dibahas mengenai gerak lurus saja.

Suatu benda dikatakan bergerak lurus bila lintasannya merupakan garis lurus. Gerak lurus dapat berlangsung dengan kecepatan konstan (tetap) maupun kecepatan tidak konstan (tidak tetap). Bila kecepatannya tidak konstan, maka berarti bahwa benda bergerak dengan percepatan. Gerak dengan percepatan juga masih dibedakan menjadi percepatan yang konstan dan percepatan tidak konstan. Dalam bab ini hanya akan dibahas mengenai gerak lurus dengan kecepatan konstan (biasa disebut pula dengan gerak lurus beraturan) dan gerak lurus dengan percepatan konstan (biasa disebut pula dengan gerak lurus berubah beraturan).

Gerak Lurus Beraturan (GLB)

Gerak lurus beraturan (biasa disingkat menjadi GLB) adalah gerak suatu benda yang memiliki lintasan lurus dengan kecepatan konstan. Dalam GLB, besar maupun arah kecepatan benda selalu konstan. Karena kecepatannya konstan, maka kecepatan rata-rata dan kecepatan sesaatnya selalu sama. Dalam gerak lurus beraturan ini, besar kecepatannya sama dengan kelajuannya (v = v) dan besar perpindahannya sama dengan jaraknya (x = s).

Grafik Jarak terhadap Waktu pada GLB
Gambar di atas menunjukkan grafik hubungan antara jarak tempuh (s) dan waktu (t) pada GLB. Gradien grafik itu menyatakan kelajuan (besar kecepatannya), yaitu:





Grafik Kelajuan terhadap Waktu pada GLB
Sementara itu, grafik hubungan antara kelajuan terhadap waktu pada GLB dapat dilihat pada gambar di samping. Pada grafik terlihat bahwa kelajuan selalu tetap terhadap waktu. Luas daerah di bawah grafik menyatakan jarak yang ditempuh (s) atau besar perpindahannya (x) sesuai persamaan:




Jika jarak benda mula-mula dari titik acuannya adalah so, setelah waktu t, jaraknya dari titik acuan menjadi:




Dalam bentuk vektor, jika posisi benda mula-mula di xo, setelah waktu t, posisinya menjadi:



Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

Gerak lurus berubah beraturan (biasa disingkat menjadi GLBB) adalah gerak suatu benda yang memiliki lintasan lurus dengan percepatan konstan. Dalam hal ini percepatan sesaatnya sama dengan percepatan rata-ratanya.





Jika sebuah partikel bergerak dengan percepatan konstan sebesar a dan kecepatan awalnya sebesar vsetelah selang waktu t kecepatannya menjadi sebesar:




Grafik Kecepatan terhadap Waktu GLBB
Hubungan kecepatan terhadap waktu pada GLBB terlihat pada gambar di samping. Besar percepatan dapat ditentukan berdasarkan gradien grafik itu, sedangkan posisinya pada waktu t (xt) dapat ditentukan berdasarkan luas daerah di bawah grafik.


dengan xt merupakan posisi benda pada waktu t, xo merupakan posisi benda mula-mula, dan vmerupakan kecepatan mula-mula.

Dengan subtitusi persamaan vt ke persamaan xt di atas, diperoleh persamaan:


Nb: Gerak Vertikal juga merupakan GLBB. Hanya saja percepatan (a) pada rumus di atas diganti dengan percepatan gravitasi (g) yang nilainya adalah 9,8 m/satau biasa dibulatkan dengan 10 m/s2. Nilai g bisa saja minus (-) karena menganggap bahwa arah ke atas adalah positif karena arah gravitasi adalah selalu ke bawah.

Demikianlah pembahasan mengenai gerak lurus. Pada pembahasan selanjutnya, kita akan mempelajari tentang Hukum Newton. Terima kasih.

Label: