Pengertian Gerak Lurus
Benda dikatakan bergerak lurus jika benda tersebut berubah posisinya terhadap suatu titik acuan dan lintasannya berupa sebuah garis lurus.
Gerak Lurus dibedakan menjadi dua macam yaitu :
Gerak Lurus Beraturan (GLB)
Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
A. Gerak Lurus Beraturan
Gerak Lurus Beraturan mempunyai ciri kecepatannya selalu tetap (V).
Untuk benda yang bergerak lurus beraturan berlaku rumus :
Contoh soal :
Setelah bergerak 10 menit sebuah benda dapat menempuh jarak 6000 meter. Berapakah kecepatan benda diatas ?
Diketahui :
t = 10 menit = 600 sekon
S = 6000 meter
Ditanyakan : V = ............... ?
S = V . t
6000 = V . 600
V = 6000/600
V = 10 m/s
Benda P dapat menempuh jarak 12 Km dalam waktu 5 menit. Berapakah jarak yang dapat ditempuh oleh benda P dalam waktu 8 menit ?
Diketahui :
S = 12 Km = 12000 m
t = 5 menit = 300 sekon
Ditanyakan : S = ..................... ? t = 8 menit = 480 sekon
S = V. t
S = (12000/300) . 480 V = =
S = 40 . 480
S = 19200 meter
Grafik Gerak Lurus Beraturan
B. Gerak Lurus Berubah Beraturan
Gerak Lurus Berubah Beraturan ditandai dengan kecepatan yang berubah secara teratur, bisa dipercepat atau diperlambat.
Untuk benda yang bergerak berubah beraturan berlaku rumus sbb :
Contoh Soal :
Sebuah benda bergerak lurus dengan kecepatan 5 m/s, kemudian dipercepat sehingga setelah 5 sekon kecepatannya menjadi 20 m/s. Berapakah jarak yang ditempuh oleh benda setalah 10 sekon ?
Seorang pengendara mobil sedang melaju dengan kecepatan 108 Km/jam, tiba-tiba ia melihat seorang anak menyebrang jalan. Pada saat anak itu terlihat berada 90 m didepan mobil. Dengan perlambatan berapa sopir harus mengerem mobil supaya anak tersebut tidak tertabrak ?
Grafik Gerak Lurus Berubah Beraturan
Contoh soal :
Gerak Lurus Beraturan mempunyai ciri kecepatannya selalu tetap (V).
Untuk benda yang bergerak lurus beraturan berlaku rumus :
Contoh soal :
Setelah bergerak 10 menit sebuah benda dapat menempuh jarak 6000 meter. Berapakah kecepatan benda diatas ?
Diketahui :
t = 10 menit = 600 sekon
S = 6000 meter
Ditanyakan : V = ............... ?
S = V . t
6000 = V . 600
V = 6000/600
V = 10 m/s
Benda P dapat menempuh jarak 12 Km dalam waktu 5 menit. Berapakah jarak yang dapat ditempuh oleh benda P dalam waktu 8 menit ?
Diketahui :
S = 12 Km = 12000 m
t = 5 menit = 300 sekon
Ditanyakan : S = ..................... ? t = 8 menit = 480 sekon
S = V. t
S = (12000/300) . 480 V = =
S = 40 . 480
S = 19200 meter
Grafik Gerak Lurus Beraturan
B. Gerak Lurus Berubah Beraturan
Gerak Lurus Berubah Beraturan ditandai dengan kecepatan yang berubah secara teratur, bisa dipercepat atau diperlambat.
Untuk benda yang bergerak berubah beraturan berlaku rumus sbb :
Contoh Soal :
Sebuah benda bergerak lurus dengan kecepatan 5 m/s, kemudian dipercepat sehingga setelah 5 sekon kecepatannya menjadi 20 m/s. Berapakah jarak yang ditempuh oleh benda setalah 10 sekon ?
Seorang pengendara mobil sedang melaju dengan kecepatan 108 Km/jam, tiba-tiba ia melihat seorang anak menyebrang jalan. Pada saat anak itu terlihat berada 90 m didepan mobil. Dengan perlambatan berapa sopir harus mengerem mobil supaya anak tersebut tidak tertabrak ?
Grafik Gerak Lurus Berubah Beraturan
Contoh soal :
Kalo mo lihat Gerak Jatuh Bebas disini.
GERAK JATUH BEBAS
Benda dikatakan bergerak jatuh bebas, jika benda terjatuh dari suatu ketinggian dengan kecepatan awal nol (kecepatan kebawahnya bernilai nol) Seperti pada gambar !
Benda yang bergerak jatuh bebas sebenarnya Vo = 0
merupakan gerak lurus berubah beraturan
dipercepat dengan lintasan berupa garis vertikal,
oleh karena itu untuk benda yang bergerak
jatuh bebas berlaku rumus yang sama dengan ho h
gerak lurus berubah beraturan (GLBB) .
tetapi percepatannya disebut percepatan gravitasi (g)
karena yang menyebabkan benda itu terjatuh adalah h’
gaya gravitasi (gaya berat)
Rumus yang berlaku dalam gerak jatuh bebas adalah :
Contoh soal:
Sebuah benda bermassanya (m) terjatuh dari menara yang tingginya 120 meter
(g = 10 m/s2)
Setelah berapa lama benda akan tiba dilantai ?
Berapakah kecepatan benda ketika tiba di lantai .?
Diketahui :
ho = 120 meter
g = 10 m/s2
Ditanyakan :
a) t = ............... ? h = ho
b) Vt = ............... ? h = ho
GERAK VERTIKAL
Benda dikatakan bergerak vertikal jika benda
tersebut bergerak tegak lurus ke atas.
Sebuah benda dapat bergerak vertikal
jika benda tersebut diberi kecepatan tertentu
dengan arah tegak lurus keatas dan
akan berhenti saat mencapai titik tertinggi. h(mak)
saat itu Vt = 0
Seperti gerak jatuh bebas, Gerak vertikal sebenarnya termasuk gerak lurus berubah beraturan diperlambat atau (GLBB diperlamabat), oleh karena itu rumus gerak vertikal sama dengan gerak lurus berubah beraturan diperlambat dengan perlambatan sama dengan percepatan gravitasi (g).
Rumus yang berlaku dalam Gerak Vertikal adalah :
Keterangan :
h = Vo.t - . g. t2 h = Jarak yang ditempuh........................ (meter)
Vt = Vo - g. t Vo = Kecepatan awal ................................ (m/s)
Vt2 = Vo2 - 2.g.h Vt = Kecepatan setelah bergerak selama t (m/s)
g = percepatan ...................................... (m/s2)
t = lamanya waktu ............................... (sekon)
Contoh soal:
Sebuah benda ditembakan vertikal dengan kecepatan 60 m/s, jika percepatan gravitasi ditempat itu 10 m/s2,
Berapakah tinggi maksimum yang dapat dicapai benda ?
Berapa lama benda berada diudara sampai kembali ketempatnya semula ?
Diketahui :
Vo = 60 m/s
g = 10 m/s2
Ditanyakan : a) h mak = .................. ?
b) t’ = ................... ? h = 2hmak
a) Vt2 = Vo2 - 2.g. h mak b) t’= 2 t
02 = 602 - 2.10. h mak 0 = 60 - 10. t
02 = 602 - 2.10. h mak 10 t = 60
20 hmak = 3600 t =
hmak = 3600/20 t = 6 sekon
hmak = 180 meter t’= 2. 6
t’= 12 sekon
Uji Kemampuan Gerak Lurus
1. Sebuah benda beregerak dengan kecepatan 54 Km / jam selama 20 detik. Berapakah jarak yang ditempuh oleh orang tersebut ?
2. Sebuah mobil dari keadaan diam dipercepat, sehingga setelah 4 detik kemudian kecepatannya menjadi 10 m/s. Berapa jarak yang ditempuh mobil setelah 8 detik ?
3. Benda P bergerak dengan kecepatan 20 m/s, kemudian diperlambat sehingga berhenti pada jarak 80 meter
a. Berapakah perlambatan yang dialami oleh benda ?
b. Berapa lama benda itu dapat bergerak sebelum akhirnya berhenti ?
4. Dari ketinggian 4000 m diatas permukaan bumi seorang penerjun melakukan terjun bebas.(g = 10 m/s2). Penerjun membukakan parasutnya saat berada pada ketinggian 1000 m diatas muka bumi. Berapakah kecepatan penerjun saat membuka parasutnya ?
5. Sebuah batu dilemparkan vertikal ke atas dengan kecepatan 100 m/s. Berapakah ketinggian maksimum yang dapat dicapai oleh batu tersebut ?
6. Perhatikan grafik kecepatan terhadap waktu dari benda yang bergerak lurus dibawah ini !
BAGIAN V
GERAK PELURU
Gerak Peluru sebenarnya merupakan perpaduan antara gerak lurus beraturan dengan gerak lurus berubah beraturan. Arah kecepatan pada gerak peluru membentuk sudut tertentu (α) terhadap garis horizontal (sumbu x) sedangkan bentuk lintasan gerak peluru berupa garis lengkung parabola terbalik seperti pada gambar
Untuk arah horizontal (mendatar) berlaku rumus : berlaku rumus :
Untuk arah Vertikal berlaku rumus :
Keterangan :
X = Jarak mendatar ......................................... (meter)
Y = Jarak vertikal ............................................ (meter)
Vo = kecepatan awal peluru .............................. (m/s)
Vx = Kecepatan arah mendatar ......................... (m/s)
Vy = Kecepatan mula-mula arah vertikal .......... (m/s)
Vt = Kecepatan setelah t detik arah vertikal ..... (m/s)
V = Kecepatan peluru yang arah sebenarnya .. (m/s)
g = percepatan gravitasi .................................. (m/s2)
Contoh :
Sebuah partikel bergerak dengan kecepatan 120 m/s dan mengarah 30° terhadap horizontal (x+). Percepatan gravitasi 10 m/s2,
Berapakah tinggi maksimum yang dapat dicapai oleh benda ?
Berapa lamakah waktu yang digunakan untuk mencapai titik tertinggi ?
Berapa jarak horizontal terjauh yang dapat dicapai oleh benda ?
Berapa lamakah benda berada diudara samapai kembali ke bidang horizontal ?
Diketahui :
Vo = 120 m/s
α = 30°
g = 10 m/s2
Ditanyakan :
a) Ymak ............... ?
b) X mak ............... ?
c) t’ .......................... ?
Vt2 = (Vo Sin α )2 - 2 . g . y
0 = (120 Sin 30° )2 - 2 . 10 . Y mak
0 = 602 – 20 Ymak
20 Y mak = 3600
Y mak = 3600/20
Y mak = 180 meter
Vt = Vo Sin α - g. t
0 = 120 Sin 30° - g t
0 = 60 - 10 t
10 t = 60
t = 6 sekon
c) X = Vo Sin α . t’ t’ = 2 t = 2 x 6
X = 120 .Cos 30° . t’ t’ = 12 sekon
X = 60 .√3 . 12
X = 720 . √3 meter
c) t’ = 2 t
t’ = 2 . 6
t’ = 12 sekon
Benda dikatakan bergerak jatuh bebas, jika benda terjatuh dari suatu ketinggian dengan kecepatan awal nol (kecepatan kebawahnya bernilai nol) Seperti pada gambar !
merupakan gerak lurus berubah beraturan
dipercepat dengan lintasan berupa garis vertikal,
oleh karena itu untuk benda yang bergerak
jatuh bebas berlaku rumus yang sama dengan ho h
gerak lurus berubah beraturan (GLBB) .
tetapi percepatannya disebut percepatan gravitasi (g)
karena yang menyebabkan benda itu terjatuh adalah h’
gaya gravitasi (gaya berat)
Rumus yang berlaku dalam gerak jatuh bebas adalah :
Contoh soal:
Sebuah benda bermassanya (m) terjatuh dari menara yang tingginya 120 meter
(g = 10 m/s2)
Setelah berapa lama benda akan tiba dilantai ?
Berapakah kecepatan benda ketika tiba di lantai .?
Diketahui :
ho = 120 meter
g = 10 m/s2
Ditanyakan :
a) t = ............... ? h = ho
b) Vt = ............... ? h = ho
GERAK VERTIKAL
tersebut bergerak tegak lurus ke atas.
Sebuah benda dapat bergerak vertikal
jika benda tersebut diberi kecepatan tertentu
dengan arah tegak lurus keatas dan
akan berhenti saat mencapai titik tertinggi. h(mak)
saat itu Vt = 0
Seperti gerak jatuh bebas, Gerak vertikal sebenarnya termasuk gerak lurus berubah beraturan diperlambat atau (GLBB diperlamabat), oleh karena itu rumus gerak vertikal sama dengan gerak lurus berubah beraturan diperlambat dengan perlambatan sama dengan percepatan gravitasi (g).
Rumus yang berlaku dalam Gerak Vertikal adalah :
Keterangan :
h = Vo.t - . g. t2 h = Jarak yang ditempuh........................ (meter)
Vt = Vo - g. t Vo = Kecepatan awal ................................ (m/s)
Vt2 = Vo2 - 2.g.h Vt = Kecepatan setelah bergerak selama t (m/s)
g = percepatan ...................................... (m/s2)
t = lamanya waktu ............................... (sekon)
Contoh soal:
Sebuah benda ditembakan vertikal dengan kecepatan 60 m/s, jika percepatan gravitasi ditempat itu 10 m/s2,
Berapakah tinggi maksimum yang dapat dicapai benda ?
Berapa lama benda berada diudara sampai kembali ketempatnya semula ?
Diketahui :
Vo = 60 m/s
g = 10 m/s2
Ditanyakan : a) h mak = .................. ?
b) t’ = ................... ? h = 2hmak
a) Vt2 = Vo2 - 2.g. h mak b) t’= 2 t
02 = 602 - 2.10. h mak 0 = 60 - 10. t
02 = 602 - 2.10. h mak 10 t = 60
20 hmak = 3600 t =
hmak = 3600/20 t = 6 sekon
hmak = 180 meter t’= 2. 6
t’= 12 sekon
Uji Kemampuan Gerak Lurus
1. Sebuah benda beregerak dengan kecepatan 54 Km / jam selama 20 detik. Berapakah jarak yang ditempuh oleh orang tersebut ?
2. Sebuah mobil dari keadaan diam dipercepat, sehingga setelah 4 detik kemudian kecepatannya menjadi 10 m/s. Berapa jarak yang ditempuh mobil setelah 8 detik ?
3. Benda P bergerak dengan kecepatan 20 m/s, kemudian diperlambat sehingga berhenti pada jarak 80 meter
a. Berapakah perlambatan yang dialami oleh benda ?
b. Berapa lama benda itu dapat bergerak sebelum akhirnya berhenti ?
4. Dari ketinggian 4000 m diatas permukaan bumi seorang penerjun melakukan terjun bebas.(g = 10 m/s2). Penerjun membukakan parasutnya saat berada pada ketinggian 1000 m diatas muka bumi. Berapakah kecepatan penerjun saat membuka parasutnya ?
5. Sebuah batu dilemparkan vertikal ke atas dengan kecepatan 100 m/s. Berapakah ketinggian maksimum yang dapat dicapai oleh batu tersebut ?
6. Perhatikan grafik kecepatan terhadap waktu dari benda yang bergerak lurus dibawah ini !
BAGIAN V
GERAK PELURU
Gerak Peluru sebenarnya merupakan perpaduan antara gerak lurus beraturan dengan gerak lurus berubah beraturan. Arah kecepatan pada gerak peluru membentuk sudut tertentu (α) terhadap garis horizontal (sumbu x) sedangkan bentuk lintasan gerak peluru berupa garis lengkung parabola terbalik seperti pada gambar
Untuk arah horizontal (mendatar) berlaku rumus : berlaku rumus :
Untuk arah Vertikal berlaku rumus :
Keterangan :
X = Jarak mendatar ......................................... (meter)
Y = Jarak vertikal ............................................ (meter)
Vo = kecepatan awal peluru .............................. (m/s)
Vx = Kecepatan arah mendatar ......................... (m/s)
Vy = Kecepatan mula-mula arah vertikal .......... (m/s)
Vt = Kecepatan setelah t detik arah vertikal ..... (m/s)
V = Kecepatan peluru yang arah sebenarnya .. (m/s)
g = percepatan gravitasi .................................. (m/s2)
Contoh :
Sebuah partikel bergerak dengan kecepatan 120 m/s dan mengarah 30° terhadap horizontal (x+). Percepatan gravitasi 10 m/s2,
Berapakah tinggi maksimum yang dapat dicapai oleh benda ?
Berapa lamakah waktu yang digunakan untuk mencapai titik tertinggi ?
Berapa jarak horizontal terjauh yang dapat dicapai oleh benda ?
Berapa lamakah benda berada diudara samapai kembali ke bidang horizontal ?
Diketahui :
Vo = 120 m/s
α = 30°
g = 10 m/s2
Ditanyakan :
a) Ymak ............... ?
b) X mak ............... ?
c) t’ .......................... ?
Vt2 = (Vo Sin α )2 - 2 . g . y
0 = (120 Sin 30° )2 - 2 . 10 . Y mak
0 = 602 – 20 Ymak
20 Y mak = 3600
Y mak = 3600/20
Y mak = 180 meter
Vt = Vo Sin α - g. t
0 = 120 Sin 30° - g t
0 = 60 - 10 t
10 t = 60
t = 6 sekon
c) X = Vo Sin α . t’ t’ = 2 t = 2 x 6
X = 120 .Cos 30° . t’ t’ = 12 sekon
X = 60 .√3 . 12
X = 720 . √3 meter
c) t’ = 2 t
t’ = 2 . 6
t’ = 12 sekon
Tidak ada komentar:
Posting Komentar