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.

Jarak, Perpindahan, Kecepatan, Kelajuan, dan Percepatan

Setelah sebelumnya kita belajar vektor, kali ini kita akan belajar mengenai jarak, perpindahan, kecepatan, kelajuan, dan percepatan.

Speedometer (Sumber: Wikimedia Commons, Lisensi CC BY-SA 3.0)
Jika Anda melihat speedometer di sepeda motor atau mobil, besaran apa yang diukur? Speedometer adalah alat untuk mengukur kelajuan. Namun, pada speedometer yang lengkap tidak hanya kelajuannya saja yang diukur, tetapi juga jaraknya.

Nah, di atas sudah disinggung tentang jarak dan kelajuan. Tetapi ada istilah lain lagi yaitu perpindahan dan kecepatan. Apa bedanya? Mari kita simak pembahasan berikut ini!

Jarak dan Perpindahan

Jarak adalah panjang lintasan yang ditempuh benda tanpa memerhatikan arahnya. Jarak merupakan besaran skalar.

Perpindahan adalah perubahan posisi benda ditinjau dari posisi awal dan posisi akhir benda tersebut.
Perpindahan merupakan besaran vektor, sehingga dapat bernilai positif maupun negatif. Lihat gambar berikut ini!

Gerak satu dimensi

Pada gerak satu dimensi seperti pada gambar di atas, perpindahan bernilai positif jika arahnya ke kanan dan negatif jika arahnya ke kiri. Jika benda bergerak dari posisi x1 ke posisi x2, perpindahannya (∆x) dapat dituliskan sebagai:




Gerak dua dimensi
Pada gerak dua dimensi seperti gambar di samping, perpindahan dapat dicari menggunakan perhitungan resultan dari AB dan BC. Sehingga cara mencarinya menggunakan dalil pythagoras berikut ini:




dengan arah:





Kecepatan dan Kelajuan

Kelajuan sebuah benda yang bergerak menyatakan jarak yang ditempuh benda tersebut tiap satuan waktu tanpa memerhatikan ke arah mana benda tersebut bergerak. Maka dapat disimpulkan bahwa kelajuan merupakan besaran skalar. 

Kecepatan menyatakan perpindahan benda tiap satuan waktu dengan memerhatikan arahnya. Maka dapat disimpulkan bahwa kecepatan merupakan besaran vektor.

Kecepatan dan Kelajuan Rata-Rata

Setelah mengerti bahwa kecepatan dan kelajuan mengandung makna yang berbeda dan dengan mengingat perbedaan antara konsep jarak dan perpindahan, maka berikut ini akan dijelaskan mengenai kelajuan rata-rata dan kecepatan rata-rata.

Kelajuan rata-rata didefinisikan sebagai perbandingan jarak yang ditempuh terhadap waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak tersebut.




Kecepatan rata-rata didefinisikan sebagai perbandingan perpindahan yang terjadi terhadap waktu yang diperlukan untuk melakukan perpindahan tersebut.



Kecepatan dan Kelajuan Sesaat

Kecepatan rata-rata maupun kelajuan rata-rata pada pembahasan sebelumnya tidak menjelaskan secara rinci tentang gerakan benda. Dalam banyak hal, informasi yang dibutuhkan adalah kecepatan benda itu pada saat tertentu di posisi tertentu, bukan selama selang waktu tertentu. Kecepatan itu disebut dengan kecepatan sesaat yang dapat diperoleh dengan mengambil selang waktu ∆t yang sangat kecil, mendekati nol. 

Kecepatan sesaat secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut.




Umumnya, konsep kecepatan sesaat digunakan pada kejadian yang membutuhkan waktu yang sangat pendek. Dalam kehidupan sehari-hari kecepatan sesaat disebut dengan kecepatan saja tanpa kata sesaat.

Selain itu ada pula istilah kelajuan sesaat yang merupakan besar (harga mutlak) dari kecepatan sesaat. Nilainya selalu positif dan merupakan besaran skalar. Misalnya, kelajuan yang tertera pada speedometer.

Percepatan

Seringkali benda-benda tidak bergerak kecepatan konstan. Sebuah benda dikatakan bergerak dengan percepatan atau perlambatan. Perlambatan adalah nama lain dari percepatan negatif.

Ketika sebuah mobil berangkat dari keadaan diam meninggalkan suatu tempat misalnya, mobil bergerak dipercepat. Namun, ketika mobil tersebut akan tiba di tujuannya, maka mobil tersebut akan mengurangi kecepatannya atau bergerak diperlambat hingga pada akhirnya berhenti bergerak. Jadi, percepatan atau perlambatan itu ada jika kecepatan benda berubah.

Selain percepatan ada pula istilah perlajuan. Perlajuan merupakan besar (harga mutlak) dari percepatan atau perlambatan. Nilainya selalu positif dan merupakan besaran skalar.

Percepatan Rata-Rata

Percepatan rata-rata didefinisikan sebagai perbandingan perubahan kecepatan dengan selang waktunya. Secara matematis ditulis sebagai berikut:




Percepatan rata-rata negatif artinya sama dengan perlambatan rata-rata.

Percepatan Sesaat

Percepatan rata-rata tidak menggambarkan percepatan pada suatu waktu tertentu. Percepatan pada waktu tertentu disebut dengan percepatan sesaat atau dalam kehidupan sehari-hari hanya disebut percepatan.
Percepatan sesaat didefinisikan sebagai limit percepatan rata-rata ketika selang waktunya mendekati nol (sangat kecil). Secara matematis ditulis sebagai berikut:




Itulah pembahasan kita kali ini. Pada pembahasan selanjutnya, akan diuraikan tentang gerak lurus yang terbagi menjadi dua, yaitu gerak lurus dengan kecepatan konstan atau biasa disebut gerak lurus beraturan (GLB) dan gerak lurus dengan percepatan konstan atau biasa disebut gerak lurus berubah beraturan (GLBB). Terima kasih.

Sepertinya Anda menggunakan pemblokir iklan (ads blocker).

Dukunglah blog ini dengan mematikan ads blocker di browser jika Anda menggunakannya atau mematikan mode penghematan data di browser opera.

Terima kasih atas dukungannya.

×