GERAK SATU DIMENSI

1

Hubungan Kinematika dengan Mekanika

Mempelajari gerak materitanpa melibatkan

penyebab terjadinyagerak

KinematikaMempelajari gerak materi

dan penyebab terjadinya gerak

Dinamika

Mekanika

Materi bahasan: Pergeseran, Jarak,

Kecepatan, Percepatan

Materi bahasan: Gaya, Usaha,

Momentum, dll…

Kerangka Acuan Perpindahan

Kecepatan Sesaat dan Rata-rata

Percepatan Gerak dengan Percepatan Konstan

Gerak Jatuh Bebas

Analisa Grafik dari Gerak

KINEMATIKA Kinematika adalah bidang ilmu fisika yang mempelajari tentang

gerak suatu obyek/benda tanpa memperhatikan penyebabnya

KECEPATAN DAN PERCEPATAN RATA-RATA

• Bila suatu benda berubah posisinya (berpindah tempat) dalam kurun waktu tertentu, maka benda tersebut dikatakan mempunyai kecepatan

• Bila suatu benda berubah kecepatannya dalam kurun waktu tertentu, maka benda tersebut dikatakan mempunyai percepatan

tv

ttvva

tx

ttxxv

12

12

12

12

x1 = posisi awal

x2 = posisi akhir

v1 = kecepatan awal

v2 = kecepatan akhir

t1 = waktu awal

t2 = waktu akhir

GERAK SATU DIMENSI Gerak Horisontal Gerak Vertikal (Jatuh Bebas)

GERAK DUA DIMENSI Gerak Parabola (Peluru) Gerak Melingkar Gerak Relatip

GERAK DENGAN PERCEPATAN KONSTAN

• Setiap gerak di alam hakekatnya adalah gerak relatif, oleh karenanya perlu dibuat satu titik acuan tertentu.

Kerangka Acuan Perpindahan

X

Y

Z

O

Titik acuan (O) dapat dipandang sebagai pusat koordinat

Kecepatan Rata-rata adalah rate pergeseran dalam selang waktu tertentu:

Kelajuan adalah Jarak yang ditempuh dalam selang waktu tertentu:

v : kecepatanr : rate pergeserant : selang waktu

Diperoleh dengan mengambil limit Δt 0.

tr

ttrr

vr

12

12

tr

ttrr

vttts

0

12

12 limlim12

8

Pesawat sedang melakukan gerak satu dimensi

9

Mobil di jalan tol sedang melakukan gerak satu dimensi

10

Kereta api sedang melakukan gerak satu dimensi

Gerak satu dimensi:Posisi benda dinyatakan secara lengkapdengan satu variabel saja

jyixr ˆˆ

kzjyixr ˆˆˆ

ixr ˆ

jyr ˆ

Untuk gerak dua dimensi dan tiga dimensi,variabel posisi lebih dari satu

Dua Dimensi

Tiga Dimensi

11

Selanjutnya simbolvektor dapat dibuang

GERAK HORISONTAL

12

12

12

12

ttvva

ttxxv

x1

x2

v1

v2

t1

t2

x1 = xo posisi awal

x2 = x posisi akhir

v1 = vo kecepatan awal

v2 = v kecepatan akhir

t1 = 0 waktu awal

t2 = t waktu akhir

Percepatan konstan :

0tvvaa o

)1(atvv o

x1 = xo posisi awal

x2 = x posisi akhir

v1 = vo kecepatan awal

v2 = v kecepatan akhir

t1 = 0 waktu awal

t2 = t waktu akhir

2vvv o

0txx

ttxxv o

12

12

Kecepatan rata-rata :

0txx

2vv oo

)2(t

2vvxx o

o

)1(tavv o )2(t2vvxx o

o

2attv2t

2)atv(vxx

2ooo

o

)3(ta21tvxx 2

oo

)1(tavv o )2(t2vvxx o

o

2attv2t

2v)atv(xx

2

o

)4(ta21tvxx 2

o

tavvo

)1(tavv o )2(t2vvxx o

o

a2vv

a)vv(

2)vv(xx

2o

2oo

o

)5()xx(a2vv o2o

2

avvt o

tavv)1( o

t2vvxx)2( o

o

2oo ta

21tvxx)3(

2o ta

21tvxx)4(

)xx(a2vv)5( o2o

2

5 buah persamaan dengan 4 variabel

18

• Bentuk grafik :

Sebuah pesawat jumbo jet memerlukan kecepatan minimum sebesar 360 km/jam agar dapat tinggal landas. Panjang landas pacu yang ada di bandar udara adalah 2000 m.

a) Berapa waktu yang diperlukan sebelum tinggal landas ?b) Berapa percepatan minimum yang harus dihasilkan oleh mesin

jumbo jet tersebut.Jawab :

sm100

s3600m1000360

jamkm360vm2000xx0v oo

a). Untuk menghitung percepatan gunakan persamaan (5) :

2

2

o

2o

2

o2o

2

sm5,2

)2000(20100

)xx(2vva

)xx(a2vv

Variabel yang sudah diketahui 3 :

Penerapan GLBB

• Gerak Jatuh Bebas (GJB)• Gerak Vertikal ke Bawah (GVB)• Gerak Vertikal ke Atas (GVA)

tavv)1( o

t2vvxx)2( o

o

2oo ta

21tvxx)3(

2o ta

21tvxx)4(

)xx(a2vv)5( o2o

2

5 buah persamaan dengan 4 variabel

Gerak Jatuh Bebas (GJB)

• Benda dijatuhkan dari suatu ketinggian tanpa kecepatan awal (v0 = 0) dan selama geraknya mengalami percepatan tetap (g = 9,8 m/s2 = 10 m/s2 ).

• v0 = 0• a = g• x-xo = h

Gerak Vertikal ke Bawah (GVB)

• Gerak suatu benda yang dilempar tegak lurus ke bawah dengan kecepatan awal (v0 0)

• v0 0• a = g• x-xo = h

Gerak Vertikal ke Atas (GVA)

• Gerak suatu benda yang dilempar tegak lurus ke atas dengan kecepatan awal tertentu (v0 0).

• v0 0• a = - g• x-xo = h

Tugas

• Carilah persamaan ketiga gerak tersebut dengan ciri-ciri atau syarat yang sudah ditentukan!!

25

• Soal: Sebuah bola dijatuhkan dari suatu ketinggian. Tentukan kedudukan dan kelajuan bola setelah bergerak selama 5 s.

• Soal: seorang anak melempar batu ke dalam sumur dengan kecepatan awal 3 m/s. Anak itu mendengar bunyi batu mengenai dasar sumur setelah 2 sekon. Tentukan kecepatan batu dan kedalaman sumur.

• Soal: sebuah kembang api diluncurkan vertikal ke atas dengan kecepatan awal 20 m/s. 1 detik kemudian kembang api tersebut memancar. Tentukan kecepatan dan ketinggian akhir kembang api saat memancar.

26