BAB IIIGERAK LURUS

Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd.

Berolah raga dapat menyehatkan badan kita. Salah satu jenis olahraga adalah balap mobil. Namun demikian kalau kita perhatikan, mobil bergerak terhadap penonton, pengemudi bergerak terhadap penonton, namun apakah dapat dikatakan pengemudi bergerak terhadap mobil ?Pada bab ini kita akan mempelajari tentang gerak dan macam-macam gerak.

38

Setelah belajar bab gerak lurus ini diharapkan Anda dapat :Membuat grafik perpindahan terhadap waktu berdasarkan percobaan jika benda :- bergerak dengan laju tetap (steady speed)laju semakin besar (semakin besar kemiringan).Menemukan persamaan laju (meter/sekon = perpindahan yang ditempuh (meter) / waktu yang dibutuhkan (sekon).Menunjukkan (mencari aplikasi) konsep GLB dalam kehidupan sehari-hari.Mendefinisikan percepatan sebagai perubahan kecepatan setiap satuan waktu (meter/sekon2).Menyelidiki gerak GLBB dipercepat beraturan dengan ticker timer.Menunjukkan (mencari aplikasi) konsep GLBB dalam kehidupan sehari-hari.Menganalisis grafik v – t untuk berbagai gerakan benda.

Gambar 3.3 Anak bermain computer dikatakan tidak bergerak

Gambar 3.4 Orang berjalan di dalam kereta api bergerak relatif terhadap stasiun dan orang naik sepeda dan diam terhadap tas serta buku yang dibawanya.

A. Membuat grafik perpindahan terhadap waktu berdasarkan percobaan jika benda bergerak dengan laju tetap dan semakin besar.Gerak

Benda-benda di alam semesta ini ada yang diam ada pula yang bergerak. Perhatikan batu-batu di pinggir jalan, mereka diam terhadap jalan kecuali mendapat dorongan dari luar misalkan ditendang oleh kaki seorang anak. Perhatikan rumah-rumah di sekeliling kita, mereka diam terhadap pohon-pohon disekelilingnya. Perhatikan pula orang yang berolah raga lari di jalan, ia bergerak terhadap batu di pinggir jalan maupun terhadap rumah-rumah dan pohon-pohon. Dengan demikian apakah yang dimaksud gerak ? Suatu benda dikatakan bergerak jika benda itu mengalami perubahan kedudukan terhadap titik tertentu sebagai acuan. Jadi jelaslah bahwa gerak adalah perubahan posisi atau kedudukan terhadap suatu titik acuan tertentu. Sekarang perhatikan orang yang berlari di mesin lari fitness atau kebugaran, pakah ia mengalami perubahan kedudukan terhadap tiang pegangan di mesin tersebut. Ternyata tidak. Dalam fisika orang tersebut tidak dikatakan bergerak, karena tidak mengalami perubahan posisi atau kedudukan dalam selang waktu yang ditempuhnya.Demikian pula anak yang bermain komputer dikatakan tidak mengalami gerak karena sepanjang waktu ia hanya duduk di kursinya. Dapat dikatakan pula anak tersebut diam terhadap

kursi yang diduduki, dalam hal ini kursi berperan sebagai kerangka acuan. Penempatan kerangka acuan dalam peninjauan gerak merupakan hal yang sangat penting, mengingat gerak dan diam

itu mengandung pengertian yang relatif. Sebagai contoh seorang yang duduk di dalam kereta api yang bergerak, dapat dikatakan bahwa orang tersebut diam terhadap bangku yang didudukinya dan terhadap kereta api tersebut. Namun orang tersebut bergerak relatif terhadap stasiun maupun terhadap pohon-pohon yang dilewatinya.Sekarang orang tersebut berjalan-jalan di dalam kereta api searah dengan kecepatan kereta. Dapat dikatakan bahwa orang tersebut bergerak relatif terhadap kereta, terhadap stasiun , terhadap pohon dan orang naik sepeda

seperti pada gambar 3.4, tetapi orang tersebut diam terhadap buku yang dipegangnya.Selama bergerak benda mengalami perubahan kedudukan. Selisih kedudukan akhir dan kedudukan awal disebut dengan perpindahan. Sedangkan seluruh lintasan yang ditempuh benda disebut sebagai jarak. Jarak merupakan besaran skalar, sedangkan perpindahan termasuk besaran vektor. Sebagai

39

Gambar 3.1 Olah raga lari termasuk gerak

Gambar 3.2 Orang berlari di atas mesin lari fitness

contoh, seorang siswa yang berlari mengelilingi lapangan sepakbola satu kali putaran, dikatakan ia menempuh jarak sama dengan keliling lapangan itu, namun ia tidak menempuh perpindahan karena ia kembali ke titik semula berarti selisih kedudukan awal dan akhir adalah nol.Contoh lain, ada seorang siswa bergerak ke utara sejauh 3 km, kemudian berbelok ke timur sejauh 4 km, lalu berhenti. Berapa jarak yang ditempuh siswa tersebut ? Berapa pula perpindahannya ?

Jarak yang ditempuh siswa tersebut berarti keseluruhan lintasan yang ditempuh yaitu 3 km + 4 km = 7 km, sedangkan perpindahannya sepanjang garis putus-putus pada gambar di atas, yaitu 32 + 42 = 25 = 5 km.

Berikut ini adalah data percobaan dua sepeda motor A dan motor B mengenai hubungan perpindahan terhadap waktu dengan kelajuan yang tetap.. Berdasarkan data tersebut dibuat grafik hubungannya, Dimana A berkecepatan tetap 10 m/s dan B berkecepatan tetap 20 m/s. Bagaimana bentuk dari grafik kelajuan tetap dari sepeda motor A dan B ?Untuk membuat grafiknya terlebih dahulu buatlah tabel waktu dan perpindahan, kemudian berdasarkan tabel digambarkan grafik kartesius dengan sumbu X merupakan besaran waktu dan sumbu Y besaran perpindahan.Tabel 3.1 Perpindahan dan Waktu sepeda motor A dan B

Kecepatan A = 10 m/s Kecepatan B = 20 m/sWaktu ( s ) 1 2 3 4 5 Waktu ( s ) 1 2 3 4 5 Perpindahan (m) 10 20 30 40 50 Perpindahan (m) 20 40 60 80 100

Dari grafik terlihat bahwa motor B yang memiliki kecepatan lebih besar dari motor A ternyata semakin besar kemiringan grafiknya.Bagaimanakah grafik untuk benda yang bergerak dengan kelajuan yang semakin besar ?. Untuk itu perhatikan data percobaan dan tabel dari gerak sebuah sepeda berikut ini : seorang pengendara sepeda menempuh jarak 10 m pada 1 detik pertama, 20 m pada detik kedua dan 30 m pada detik ketiga.Tabel 3.2 perpindahan dan waktu dari gerak sepeda.

40

3 km

4 km

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

5432!Waktu (sekon)

A

B

Perpindahan (m)

Grafik 3.1 Perpindahan dan Waktu sepeda motor A dan B

Dari grafik 3.2 di atas terlihat garis miring yang patah-patah. Hal ini menunjukkan kecepatannya tidak sama setiap detiknya dan semakin besar yaitu 10 m/s, 20 m/s dan 30 m/s.

UJI KOMPETENSI1. Seorang pramugari sedang berjalan menuju penumpang sambil membawa makanan dan

minuman. Pramugari tersebut berada dalam pesawat yang sedang terbang meninggalkan lapangan udara. Apakah pramugari dapat dikatakan bergerak terhadap penumpang, makanan yang dibawanya, penjual tiket di lapangan udara. Berikan penjelasan Anda.

2. Aisya salah satu atlik lari jarak jauh. Untuk latihan pemanasan biasanya ia berlari mengelilingi taman berbentuk lingkaran sebanyak 3 putaran. Jika jari-jari lingkaran taman 14 m, tentukan jarak dan perpindahan yang dialaminya.

3. Gambar berikut ini adalah grafik perpindahan terhadap waktu dari kecepatan mobil A, B C, dan D. Manakah yang memiliki Kecepatan terbesar dan urutankan dari yang terbesar sampai terkecil.

4. Dua buah mobil A dan B bergerak dengan kelajuan yang berbeda. Mobil A menempuh jarak 30 m setiap sekonnya dan setelah 3 sekon menempuh jarak 90 m. Sedangkan mobil B pada 1 detik pertama menempuh jarak 10m, 30 m pada detik kedua dan 50 m pada detik ketiga. Buatlah tabel dan grafik gerak perpindahan terhadap waktu dari mobil A dan B serta bagaimanakah kesimpulan Anda dari grafik tersebut.

B. Menemukan persamaan laju (meter/sekon = perpindahan yang ditempuh (meter) / waktu yang dibutuhkan (sekon)

Dalam pembahasan gerak dikenal istilah kecepatan dan kelajuan. Kecepatan diartikan sebagai perpindahan yang ditempuh tiap satuan waktu, sedangkan kelajuan diartikan sebagai jarak yang ditempuh tiap satuan waktu. Kecepatan termasuk besaran vektor, sedangkan kelajuan merupakan besaran skalar.

Kelajuan =

Waktu ( s ) 1 2 3 Perpindahan (m) 10 30 60

41

Grafik 3.2 Perpindahan dan Waktu sepeda

60

50

40

30

20

10

32!Waktu (sekon)

Perpindahan (m)

D

C

BAPerpindahan

Waktu

Gambar 3.5 Kereta api bergerak lurus

Kecepatan =

Contoh soal Seorang siswa berjalan dengan lintasan ABC, seperti gambar . Selang waktu dari A ke C 10 sekon. Tentukan kelajuan dan Kecepatan siswa tersebut ?Jawab : Diketahui jarak AC = 7 m Selang waktu = 10 sekon

Perpindahan AC = 5 m

Kelajuan = = = 0,7 m/s

Kecepatan = = = 0,5 m/s

UJI KOMPETENSI1. Anton berlari mengelilingi lapangan berukuran 8 m x 6 m sebanyak 2,5 putaran. Selang

waktu yang diperlukan 10 sekon. Hitunglah Kelajuan dan Kecepatan Anton.2. Sebuah mobil taksi sedang melaju di jalan tol dengan kecepatan 72 km/jam. Berapa

meterkah jarak yang ditempuh taksi setelah 10 menit.3. Seekor semut bergerak dengan menempuh jarak 20 cm dalam setiap detiknya dan 60 cm

setelah bergerak 3 detik. Hitunglah kelajuan semut tersebut.

C. Menunjukkan (mencari aplikasi) konsep GLB dalam kehidupan sehari-hari.

Gerak Lurus Menurut lintasannya gerak dapat dibedakan menjadi berbagai macam misalnya gerak lurus, gerak parabola, gerak melingkar dan sebagainya.Gerak suatu benda dalam lintasan lurus dinamakan gerak lurus. Sebuah mobil melaju di jalan raya yang lurus merupakan contoh gerak lurus. Seorang siswa berlari mengelilingi lapangan sepakbola juga merupakan contoh dari gerak lurus dengan empat segmen lintasan lurus yang berbeda pada saat menempuh sisi-sisi lapangan yang berbeda.Berdasarkan kelajuan yang ditempuhnya gerak lurus dapat dibedakan menjadi dua yaitu Gerak Lurus Beraturan (GLB) dan Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB).Untuk dapat membedakan GLB dan GLBB Anda

bersama guru dapat melakukan percobaan dengan menggunakan ticker timer dan perlengkapannya (lakukan kegiatan mandiri).

42

3 m5 m

4 mB

C

A

Gambar 3.6 Meja ticker timer, troli, ticker timer dan pitanya

Gambar 3.7 Kereta api bawah tanah.

Gambar. 3.8 Bantalan berjalan di bagian produksi suatu pabrik

A. Gerak Lurus BeraturanDalam gerak lurus beraturan, benda menempuh jarak yang sama dalam selang waktu yang sama. Sebagai contoh, mobil yang melaju menempuh jarak 2 meter dalam waktu 1 detik, maka 1 detik berikutnya menempuh jarak 2 meter lagi, begitu seterusnya. Dengan kata lain perbandingan jarak dengan selang waktu selalu konstan, atau kecepatannya konstan. Dalam GLB kelajuan dan kecepatan hampir sulit dibedakan karena lintasannya yang lurus menyebabkan jarak dan perpindahan yang ditempuh besarnya sama.Dapat dirumuskan untuk GLB, bahwa :

dimana S adalah jarak dalam meter, t adalah waktu dalam sekon, dan v adalah kecepatan dalam m/s. Pada gerak lurus beraturan pertambahan jarak yang ditempuh terhadap waktu dan kecepatan terhadap waktu dapat digambarkan dalam grafik berikut ini.

Kereta listrik bawah tanah yang ada di negara maju, hanya memerlukan waktu beberapa detik untuk mencapai kecepatan konstan dalam jangka waktu lama. Gerak lurus beraturan

kereta itu akan berakhir sewaktu kereta mulai direm saat memasuki stasiun pemberhentian. Demikian pula alat produksi di suatu pabrik yang biasa disebut dengan bantalan berjalan atau meja berjalan selalu mengalami gerak lurus beraturan sewaktu dihidupkan mesinnya.

Contoh soal.Sebuah mobil bergerak kecepatan tetap 36 km/jam. Hitung jarak yang ditempuh mobil selama 10 sekon. ?

Jawab :Diketahui kecepatan v = 36 km/s = 10 m/s

t = 10 sekons = v x t = 10 m/s x 10 sekon = 100 m

Contoh soal dua benda bergerak dengan arah berlawananPerhatikan gambar di bawah ini. Sebuah mobil A dan B bergerak dengan arah berlawanan.masing-masing dengan kecepatan tetap 20 m/s dan 10 m/s. Hitung kapan dan dimana mobil A berpapasan jika jarak kedua mobil mula-mula berjarak 210m.

Diketahui: Kecepatan mobil A = VA = 20 m/s , kecepatan mobil B = VB = 10 m/sJarak mobil A dan B = 210 m

Ditanya : t A = ….?(waktu mobil A berpapasan dengan mobil B)SA = …….?(jarak tempuh mobil A ketika berpapasan dengan mobil B)

Jawab : SA + SB = (ketika mobil A berpapasan dengan mobil B)VA t + VB t = 210 m

43

S

t

v

t

Grafik 3.3 Hubungan S-t dan V-t pada GLB

20 t + 10 t = 210 m

30 t = 210→ t = = 7 sekon

t = 7 sekon setelah mobil A berjalanSA = VA t = 20. 7 = 140 m

Mobil A berpapasan dengan mobil A setelah 7 sekon dan berjalan 140 m.

UJI KOMPETENSI1. Busway melaju dengan kecepatan konstan 108 km/jam selama 2 jam. Tentukan jarak

yang ditempuhnya !2. Pesawat tempur F 16 melintas di udara dengan kecepatan tetap 216 km/jam, menempuh

jarak500 meter. Berapakah waktu yang dibutuhkannya.3. Dua buah mobil A dan B mula-mula terpisah sejauh 500 m. Bergerak dengan kecepatan konstan

masing-masing 20 m/s dan 30 m/s.Hitung kapan dan dimana mobil A berpapasan dengan mobil B Jika :a. Mobil A dan B bergerak searah..b. Mobil A dan B bergerak dengan arah berlawanan. c. Mobil A dan B bergerak dengan arah berlawanan akan tetapi Mobil A berangkat 10 s

lebih dahulu.

Pekerjaan Rumah1. Kapankah suatu benda dikatakan bergerak ?2. Seekor semut menempuh lintasan berbentuk setengah lingkaran dengan jari-jari 7 cm.

Berapakah jarak yang ditempuh semut ? Berapakah perpindahannya?3. Jika dalam waktu lima menit seorang atlit berlari menempuh jarak 600 meter. Tentukan

kelajuan atlit pelari tersebut !4. Kecepatan sebuah kendaraan sebesar 72 km/jam dalam selang waktu 5 menit. Hitunglah

jarak yang telah ditempuh kendaraan !

D. Mendefinisikan percepatan sebagai perubahan kecepatan setiap satuan waktu (meter/sekon 2 )

PercepatanBenda yang bergerak dengan kecepatan yang tidak konstan akan mengalami perubahan kecepatan dalam selang waktu tertentu. Benda tersebut dikatakan mengalami percepatan.Besarnya percepatan atau perlambatan (akselerasi) dapat ditentukan dengan membagi perubahan kecepatan dengan selang waktu yang ditempuh.

a = =

dimana a adalah percepatan dalam m/s2 dan v adalah perubahan kecepatan dan t adalah selang waktu. Berikut ini grafik hubungan perubahan kecepatan terhadap selang waktu

44

Grafik A

Vt – V0

V0

Vt

t (selang waktu)t (selang waktu)

C

B

A

Grafik B

V

Grafik 3.4.Hubungan V - t

5

10 V(m/s)

t (sekon)

5

Dari grafik A terlihat bahwa perubahan kecepatan dalam selang waktu tertentu sama dengan kemiringan grafik. Semakin besar kemiringan grafik semakin besar percepatan benda. Pada grafik B percepatan terbesar adalah A, kemudian B dan C., karena kemiringan grafik terbesar adalah A, B kemudian C.Contoh SoalSeorang polisi mengejar penjahat mula–mula dari keadaan diam kemudian menambah kecepatannya menjadi 30 m/s dalam selang waktu 3 detik. Hitunglah percepatan benda ?Jawab Diketahui vo = 0 m/s vt = 30 m/s t = 3 detik

a = = = 10 m/s

UJI KOMPETENSI1. Sebuah kendaraan bergerak dari keadaan diam menjadi kecepatannya 72 Km/jam alam

selang waktu 5 menit. Hitung percepatan kendaraan tersebut dalam satuan m/s2. Dari kecepatan 10 m/s sebuah bis menambah kecepatan menjadi 20 m/s dalam waktu 5

sekon. Berapa percepatan yang dialami bis selama selang waktu itu.3. Gambar disamping menunjukkan grafik V-t dari gerak sebuah

sepeda balap. Hitung percepatan sepeda tersebut.

E. Menyelidiki gerak GLBB dipercepat beraturan dengan ticker timer

Untuk menyelidiki gerak suatu benda dapat digunakan dengan suatu alat yang dinamakan ticker timer atau pewaktu ketik. Alat ini dilengkapi pemukul yang dapat bergetar sesuai dengan frekuensi listrik PLN, yaitu 50 Hz atau sebanyak 50 kali ketikan dalam satu detik. Dalam satu ketikan diperlukan waktu 0,02 detik. Alat ticker timer dilengkapi dengan troli atau mobil-mobilan yang dapat bergerak, papan luncur dan pita rekaman. Dari pita rekaman akan terlihat jenis gerak benda.Benda bergerak lurus beraturan (GLB) akan menghasilkan tanda ketikan/ketukan yang jaraknya selalu sama dalam selang waktu tertentu. Untuk benda yang bergerak lurus berubah beraturan (GLBB) dipercepat akan menghasilkan tanda ketukan yang jaraknya semakin besar dan perubahannya secara teratur, dan sebaliknya apabila dihasilkan tanda ketikan semakin kecil berarti benda melakukan GLLB diperlambat. Perhatikan contoh rekaman pita ketikan berikut ini.

Benda dari A ke B melakukan GLB, dari titik B sampai titik C mengalami GLBB dipercepat, sedangkan dari C ke D mengalami GLBB diperlambat.

45

o o o o o o o o o o o o o o o o oA B C D

Untuk menyelidiki gerak GLBB dipercepat beraturan dengan ticker timer lakukanlah kegiatan praktikum mandiri berikut ini.

Kegiatan Praktikum MandiriLakukan kegiatan mengamati gerak lurus berubah beraturan, dengan menggunakan peralatan yang terdiri dari sebuah troli, papan luncur, ticker-timer beserta pitanya dan sebuah catu daya/power supply. Sudut miring papan luncur diperbesar supaya gaya peluncur (gaya yang menyebabkan troli meluncur) menjadi lebih besar daripada gaya gesekannya. Letakkan troli di bagian atas papan luncur kemudian lepaskan. Usahakan troli jangan sampai jatuh ke bawah. Selama troli bergerak ticker-timer yang dihidupkan catu daya dapat merekam gerak troli melalui titik-titik (ketukan-ketukan) yang tampak di sepanjang pita yang dihubungkan dengan troli (seperti gambar di bawah). Ukurlah jarak titik-titik pada pita. Cobalah! Buatlah grafiknya ! UJI KOMPETENSI1. Sebuah benda menghasilkan rekaman pita ketikan sebagai berikut ;

Sebutkan jenis gerak yang dialami benda ?.2. Coba Anda perkirakan gambar rekaman pita ketikan jika sebuah benda mula-mula

bergerak GLBB dipercepat, kemudian GLB dan akhirnya GLLB diperlambat.

Pekerjaan Rumah1. Kereta api bawah tanah mengawali geraknya untuk mencapai kecepatan konstan di

sepanjang perjalanannya, kemudian mulai masinis mengerem ketika kereta hendak memasuki stasiun berikutnya. Sebutkan jenis gerak lurus yang telah di tempuh kereta ekspres tersebut !

2. Berdasarkan percobaan dengan ticker timer didapat grafik hubungan V –t sebagai berikut. Perkirakan jenis gerak benda tersebut.

F. Menunjukkan (mencari aplikasi) konsep GLBB dalam kehidupan sehari-hari

46

o o o o o o o o o o o o o o o o

t

V

Gambar 3.9 Ticker Timer

Gerak Lurus Berubah BeraturanBenda yang mengalami gerak lurus berubah beraturan memiliki kecepatanyang berubah seiring dengan perubahan waktu. Dengan demikian dalam selang waktu yang sama perubahan jarak yang dicapai benda tidak sama. Bila perubahan jarak yang dicapai semakin bertambah besar, berarti kecepatan benda semakin bertambah pula. Gerak semacam itu dinamakan gerak lurus berubah beraturan dipercepat. Sebaliknya jika perubahan jarak yang dicapai semakin berkurang, berarti kecepatan benda semakin lambat, maka gerak demikian disebut dengan gerak lurus berubah beraturan diperlambat.Kecepatan akhir pada saat tertentu berbeda dengan kecepatan awal pada saat t = 0 yaitu saat peninjauan gerak dilakukan.Persamaan untuk menentukan kecepatan akhir , jarak yang ditempuh, dan hubungan antara kecepatan akhir dengan jarak, serta grafik hubungan v - t dapat dinyatakan sebagai berikut.

vt = vo + ats = vo t + ½ at2

vt2 = vo

2 + 2as

s = . t

Hampir semua gerak yang dijumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah gerak lurus berubah beraturan. Namun demikian ada juga yang kombinasi antara GLB dan GLBB secara berselang-seling.Grafik atau kurva perubahan jarak terhadap perubahan waktu, kecepatan terhadap waktu dan percepatan terhadap waktu dapat di tunjukkan sebagai berikut.

Aplikasi dari GLBB diantaranya adalah 1. Benda jatuh bebas2. Gerak seorang penerjun payung3. Gerak mobil dalam balapan mobil4. gerak sebutir peluru yang ditembakan oleh pemburu

Contoh soalSebuah mobil melaju dengan kecepatan 72 km/jam dalam waktu 2 menit mengalami percepatan 5 m/s2

. Tentukan jarak yang ditempuh dan kelajuan akhirnya !Jawab

47

Vt

V0

t

Gambar 3.10 Benda Jatuh bebas. (gesekan udara diabaikan)

tt t

a

Grafik 3.5 Hubungan S-t, V-t dan a-t

V

S

Diketahui vo = 72 Km/jam = 20 m/s t = 2 menit = 120 sekon a = 5 m/s2

Ditanya S = ? v t = ?S = vo t + ½ a t2

= 20 x 120 + ½ 5 (120)2

= 36240 mvt = vo + a t = 20 + 5 x 120 = 620 m/s

UJI KOMPETENSI1. Pesawat terbang memerlukan panjang landasan 800 m untuk tinggal landas. Jika

kecepatan pesawat saat roda pesawat terangkat naik adalah 7200 km/jam dan pesawat mula-mula diam, berapa percepatan yang diperlukan pesawat itu ?

2. Bus malam Lorenz melaju dengan kecepatan 80 m/s, dalam waktu 5 menit kecepatannya menjadi 100 m/s. Tentukan percepatan bus dan jarak yang ditempuh selama 5 menit itu ?

3. Sebuah sepeda motor menuruni sebuah bukit terjal. Mula-mula kecepatannya 10 m/s. kemudian menjadi 15 m/s setelah 2 detik. Hitunlah jarak yang ditempuh dalam selang waktu tersebut.?

4. Sebuah mobil mainan mula-mula diam dipercepat secara konstan sebesar 2 m/s2. Berapakah jarak yang ditempuh setelah 5 detik. ?

G. Menganalisis grafik v – t untuk berbagai gerakan benda

Sebagaimana kamu ketahui pada bahasan sebelumnya berbagai gerak lurus adalah gerak lurus beraturan (GLB), gerak lurus berubah beraturan dipercepat dan diperlambat serta perpaduan gerak-gerak tersebut. Berkut ini merupakan hubungan grafik v – t beserta cara menentukan jarak yang ditempuh benda

.

48

V

t B = panjang sisi bawah

tg = tinggi

A = panjang sisi atas

s = luas travesium =( A+B)/2 x tgs = luas persegi panjang = v x t

Grafik 3.6 Menentukan jarak dari hubungan V-t

WARTA SAINSILMU GERAK GALILEOGALILEO MENJATUHKAN DUA BEBAN YANG BERMASSA BERBEDA DARI PUNCAK MENARA MIRING PISA UNTUK MENGUJI GAGASANNYA TENTANG BENDA JATUH. SEORANG ILMUAN ARISTOTELES PERCAYA BAHWA BEBAN YANG LEBIH BERAT AKAN LEBIH DULU JATUH KE TANAH, AKAN TETAPI GALILEO MENEMUKAN BAHWA KEDUA BEBAN ITU JATUH PADA WAKTU KIRA-KIRA SAMA (DALAM FISIKA DISEBUT GERAK JATUH BEBAS)GALILEO GALILEI

(1564 – 1642)

2

5

V (m/s)

t (sekon)

15

10

Contoh Soal :Hitunglah jarak yang ditempuh mobil dalam selang waktu 15 sekon dengan grafik V-t ditunjukkan pada gambar berikut ini:

Penyelesaian :Ditanya S = ……..?Jawab : S = Luas grafik diatas sumbu waktu t (sekon)

dikurangi luas grafik di bawah sumbu t (sekon)

S = grafik atas ( ½ alas x tinggi) – grafik bawah ( ½ alas x tinggi)

= ( ½ 10 x 5 ) – (1/2 5 x 2)

= 25 – 5 = 20 m.jadi jarak yang ditempuh 20 meter.

UJI KOMPETENSI

Hitunglah jarak yang ditempuh sebuah mobil selama 15 sekon dengan grafik v – t seperti pada gambar berikut ini.

RINGKASAN Perpindahan adalah selisih kedudukan akhir dan kedudukan awal. Jarak adalah seluruh lintasan yang ditempuh benda. Kecepatan adalah perpindahan yang ditempuh tiap satuan waktu. Kelajuan adalah jarak yang ditempuh tiap satuan waktu. GLB adalah gerak lurus yang kecepatannya selalu konstan dalam waktu yang ditempuhnya. GLBB adalah gerak lurus yang kecepatannya selalu berubah sepanjang waktu yang

ditempuhnya.SOAL-SOAL KOMPETENSI BAB III

Soal Essay1 Apa yang dimaksud dengan benda bergerak.2. Jelaskan apa yang dimaksud dengan kecepatan dan kelajuan serta berilah contohnya

49

0 5 8 10 12 15 t (sekon)

10 m/s

10 m/s

8 8 m/s

V

5

40

111

V(m/s)

t (sekon)

10

4. Kapan benda dikatakan mengalami percepatan5. Apa yang dimaksud dengan percepatan dan perlajuan 6. Berikan dua contoh kejadian benda mengalami percepatan dan perlambatan.7. Jelaskan apa yang dimaksud dengan :

a. Gerak Lurus Beraturanb. Gerak Lurus Berubah Beraturan.

8. Carilah lima contoh peristiwa yang termasuk gerak lurus beraturan !9. Berikut ini rekaman pita ketukan dari GLB

Jarak 5 ketukan Jika jarak 5 ketukan 2 cm hitung kecepatan benda nyatakan dalam satuan SI

10. Carilah lima contoh peristiwa yang termasuk gerak lurus berubah beraturan !11. Sebutkan alat – alat yang digunakan untuk menentukan GLBB dipercepat.12. Dua buah mobil A dan B mula-mula terpisah sejauh 100 m. Bergerak dengan kecepatan konstan masing-

masing 4 m/s dan 6 m/s.Hitung kapan dan dimana mobil A berpapasan dengan mobil B Jika :a. Mobil A dan B bergerak searah..b. Mobil A dan B bergerak dengan arah berlawanan. c. Mobil A dan B bergerak dengan arah berlawanan akan tetapi Mobil A berangkat 4 s lebih dahulu.

13 Sebuah bis menambah kecepatan dari 20 m/s kecepatan menjadi 40 m/s dalam waktu 4 sekon. Berapa percepatan yang dialami bis selama selang waktu itu.

14 Gambar disamping menunjukkan grafik V-t dari gerak sebuah sepeda balap. Hitung percepatan sepeda tersebut.

15. Untuk tinggal landas sebuah pesawat tempur diatas kapal laut ampibi memerlukan panjang landasan 100 m dan kecepatan minimal untuk terangkat naik sebesar 7200 km/jam. Berapa percepatan yang diperlukan pesawat itu ?

16. Bus malam melaju dengan kecepatan 20 m/s, dalam waktu 10 detik kecepatannya menjadi 25 m/s.Tentukan percepatan bus dan jarak yang ditempuh selama 10 menit ?17. Sebuah mobil menaiki sebuah bukit terjal. Mula-mula kecepatannya 20

m/s. kemudian menjadi 10 m/s setelah 2 detik. Hitunlah jarak yang ditempuh dalam selang waktu tersebut.?

18. Seoarang pembalap motor mula-mula diam kemudian mempercepat motornya secara konstan sebesar 2,5 m/s2.Berapakah jarak yang ditempuh setelah 10 sekon?

19. Seorang sopir taksi sedang mengendarai mobilnya dengan kecepatan 72 km/jam. Tiba-tiba seorang anak menyeberang jalan sambil berlari yang berjarak 20 dari mobil taksi.Berapa perlambatan minimum yang diperlukan sopir taksi agar anak tidak tertabrak mobil ? (keterangan perlambatan berlambang sama dengan percepatan dan bernilai negative)

20. Ketika bumi bergerak mengitari matahari. Sebutkan jenis gerak yang di alami bumi?

50

o o o o o o o o o o o

Soal Pilihan Ganda

PILIHLAH JAWABAN YANG BENAR1. Satuan kecepatan dalam SI adalah …

a. ms b. detik bc km/jam d. m/s2. Hubungan antara v, s, t adalah…

a. s = v/t b. t = s/v c. v = s/t d. s = t/v3. Benda yang jatuh bebas dari ketinggian 10 m termasuk gerak …

a. diperlambat b. dipercepat c. relative d. beraturan4. Benda bergerak dengan lintasan lurus dan kecepatannya tetap disebut

a. gerak lurus beraturan c.. gerak lurus tidak beraturanb.. gerak dipercepat beraturand. gerak diperlambat beraturan

5. Gerak matahari dari timur ke barat termasuk gerak ….a. sebenarnya c. semub. relative d. ganda

6. Satuan percepatan dari sebuah benda adalah …a. s/m2 b. m/s2 c. m/s d. ms

7. Eko mengendarai sepeda motor menempuh jarak 108 km dalam waktu 2 jam, maka kecepatannya ….m/sa. 110 b. 60 c. 54 d. 15

8. Sebuah benda bsergerak kecepatan 20 m/s, maka setiap detik dapat menempuh jarak …metera. 22 b. 20 c. 2 d. 0,2

9. Besaran yang menyatakan besarnya jarak perpindahan tiap satuan waktu adalah …a. kecepatan c. jarakb. percepatan d. gerak

10 Sebuah benda bergerak lurus dengan kecepatan 60 m/s, maka dalam waktu 5 sekon perpindahan benda tersebut …a. 0,66 m b. 12 m c. 55 m d. 300 m

11. Budi pergi ke sekolah naik sepeda. Jarak dari rumah ke sekolah 1,8 km dan kecepatan sepedanya konstan sebesar 3 m/s. Jika masuk sekolah jam 07.00 jam berapa paling lambat Budi harus berangkat dari rumah.a. 06.54 b. 06.45 c. 06.30 d.06.50

12. Sebuah bus bergerak dengan kecepatan 40 km/jam sepanjang 20 km, maka waktu yang diperlukan adalah … jama. 2 b. 1 c. 0,5 d. 0,2

13. Grafik hubungan antara jarak terhadap waktu pada gerak lurus beraturan adalah …a.s s b s c s d

t t t t14. Ketika kita naik kereta api yang sedang berjalan maka pohon – pohon seolah –olah bergerak. Gerakan

pohon tersebut disebut …a. gerak relatif b. gerak semu c. gerak luruss d. gerak ganda

15. Benda yang bergerak lurus beraturan mempunyai …a. percepatan nol b. kecepatan berbeda c. kecepatan tetap d. waktu tetap

16. Sebuah sepeda motor berjalan 10 m/s menempuh jarak 350 m. Waktu yang diperlukan …detik.a. 3500 b. 360 c. 35 d. 3,5

17. Aisya bergerak 10 m ke kanan. Yang menyatakan perpindahan adalah a. 10 mb. 10 c. ke kanan d. 10 m ke kanan

18. Sebuah mobil berjalan 20 m/s direm hingga berhenti dalam waktu 4 detik, maka jarak yang ditempuh selama pengereman dalah ….meter

51

a. 5 b. 20 c. 40 d.8019. Alat yang digunakan untuk mengukur kelajuan suatu benda disebut …

a. voltmeter b. hydrometer c. speedoracer d. speedometer20. Yang termasuk gerak dipercepat , kecuali

a. sebuah mangga jatuh c. sebuah batu dilempar ke atasb. meluncur di bidang miring d. benda jatuh bebss

21. Sebuah benda mula-mula diam kemudian dipercepat 3 m/s2. Setelah 5 detik kecepatannya menjadi …m/sa. 0,6 b. 1,67 c. 2 d. 15

22. Pada saat benda bergerak terjadi …a. kedudukan benda dan titik acuan tidak berubahb. kedudukan benda dan titik acuan tetapc. kedudukan benda tetap terhadap titik acuand. Kedudukan benda berubah terhadap titik acuan

23. Gerak melingkar terjadi ketika ….a. peluru meriam yang ditembakanb. buah mangga jatuh dari tangkainyac. bumi berputar mengelilingi mataharid. bola basket dilempar dan masuk ke ring

24. Ketika kita naik kereta api yang sedang berjalan maka pohon – pohon seolah –olah bergerak. Gerakan pohon tersebut disebut …a. gerak relatif b. gerak semu c. gerak luruss d. gerak ganda

25..Benda yang bergerak lurus beraturan mempunyai …a. percepatan nol c. kecepatan berbedab. kecepatan tetap d. waktu teta

26. Sebuah sepeda motor berjalan 10 m/s menempuh jarak 350 m. Waktu yang diperlukan …detik.a. 3500 b. 360 c. 35 d. 3,5

27. Aisya bergerak 10 m ke kanan. Yang menyatakan perpindahan adalah a. 10 mb. 10 c. ke kanan d. 10 m ke kanan

28. Sebuah mobil berjalan 20 m/s direm hingga berhenti dalam waktu 4 detik, maka jarak yang ditempuh selama pengereman dalah ….metera. 5 b. 20 c. 40 d.80

29. Alat yang digunakan untuk mengukur kelajuan suatu benda disebut …a. voltmeter b. hydrometer c. speedoracer d. speedometer

30. Yang termasuk gerak dipercepat , kecualia. sebuah mangga jatuh c. sebuah batu dilempar ke atasb. meluncur di bidang miring d. benda jatuh bebss

31. benda mula-mula diam, kemudian dipercepat 3 m/s2. Kecepatan setelah 5 detik adalah …m/sa. 0,6 b. 1,67 c. 2 d. 15

32. Pada saat benda bergerak terjadi …a. kedudukan benda dan titik acuan tidak berubahb. kedudukan benda dan titik acuan tetapc. kedudukan benda tetap terhadap titik acuand. Kedudukan benda berubah terhadap titik acuan

23. Gerak melingkar terjadi ketika ….a. peluru meriam yang ditembakanb. buah mangga jatuh dari tangkainyac. bumi berputar mengelilingi mataharid. bola basket dilempar dan masuk ke ring

24. Hasil ketukan ticker timer pada pita kertas saat terjadi gerak lurus dipercepat beraturan ditunjukan pada gambar….

a. c.

52

o o o o o o o o o o o o oo o

b. d.

25.Grafik hubungan antara kecepatan v dan waktu t pada gerak lurus diperlambat beraturan adalah … a v c. v

t t b. d v

v

t t

26. Sebuah kelereng kecepatan mula-mula 2 m/s setelah 8 sekon kecepatannya menjadi 9,6 m/s. Percepatan kelereng sebesar …m/sa. 76 b. 7,7 c. 12 d. 1,2

27. Perlambatan adalah …a. penambahan kecepatan tiap waktu c pengurangan jarak tiap waktub. pengurangan kecepatan tiap waktu d. penambahan jarak tiap detik

28. Gerak lurus dipercepat beraturan mempunyai …a. kecepatan tetap c. percepatan tetapb. kecepatan berubah – rubah d. percepatan berubah

29. Pernyatan yang benar dibawah ini adalah …a. semakin besar kecepatan makin kecil jarak tempuhb. semakin besar kecepatan makin besar jarak tempuhc. semakin kecil kecepatan makin besar jarak tempuhd. semakin kecil kecepatan makin kecil waktu tempuh

30.Sebuah mobil berkecepatan 72 km/jam kemudian direm dengan perlambatan 10 m/s2. Berapa lama mobil akan berhenti.a. 4 b. 3 c. 2 d. 1

53

o o o o o o o ooooooooooooooo

o o o o o o o