redesain-navbar Portlet

BelajarPintarV3

Konsep Gerak Lurus

Tahukah Sobat Pintar, Apa Itu Gerak Lurus ?

Dalam kehidupan sehari-hari kalian sering melakukan gerak lurus loh. Well gerak lurus adalah gerak suatu objek yang lintasannya berupa garis lurus. Benda dikatakan bergerak kalau mengalami perpindahan dan menempuh jarak tertentu. Sobat Pintar, jarak dan perpindahan merupakan hal yang berbeda. Jarak merupakan besaran skalar dari seberapa jauh suatu benda telah melakukan perjalanan tanpa memperhatikan arah. Sedangkan perpindahan adalah besaran vektor seberapa jauh suatu benda telah berubah posisi, yang berarti seberapa jauh itu yang dihitung dari mana ia memulai.

Perhatikan gambar berikut.


Roni berlari dari A ke B, kemudian berbalik ke arah C. Jarak yang ditempuh oleh Roni adalah panjang lintasan dari A ke B, yakni 15 m, kemudian ditambah dari B ke C, yakni 5 m sehingga jarak total yang ditempuh adalah 20 m. Jarak yang dimaksud di sini adalah panjang lintasan yang dilalui Roni dan tidak bergantung ke mana arah Roni berlari.

Bagaimana dengan perpindahannya? Perpindahan Roni adalah dari A ke C.

Mengapa demikian? Seperti yang telah dipelajari sebelumnya, perpindahan merupakan besaran vektor sehingga perpindahan Roni hanya dilihat dari perubahan kedudukannya. Pertama di posisi A, kemudian berubah kedudukan akhirnya di C. Besarnya perpindahan Roni adalah 10 m dan arahnya dari A ke C.

Gerak lurus dibagi menjadi dua

  • Gerak Lurus Beraturan (GLB)
  • Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

Gerak Lurus Beraturan

Sobat Pintar, mari kita lanjut ke topik berikutnya..

Gerak Lurus Beraturan (GLB)

Gerak Lurus Beraturan (GLB) adalah salah satu jenis gerak dalam fisika yang lintasannya berupa garis lurus dan kecepatan pergerakannya tetap (konstan). Karena memiliki kecepatan yang tetap, maka dalam Gerak Lurus Beraturan (GLB) tidak terjadi perubahan kecepatan, baik itu percepatan atau perlambatan. Dengan kata lain percepatan sama dengan nol (a = 0).

Berdasarkan konsep ini, maka kita dapat mengetahui hukum yang berlaku pada benda selama terjadinya Gerak Lurus Beraturan (GLB), yaitu Hukum Newton 1. Benda akan tetap diam atau bergerak lurus beraturan jika resultan (penjumlahan) gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol.

Nah perlu diketahui bahwa biasanya Gerak Lurus Beraturan (GLB) hanya terjadi dalam kurun waktu tertentu sebelum akhirnya terjadi perubahan kecepatan (percepatan atau perlambatan) baik itu akibat pengaruh dari gaya lain atau pun karena kemampuan pergerakan benda itu sendiri.

Gerak Lurus Beraturan (GLB) mempunyai 3 ciri utama, yaitu :

  • Lintasannya berupa garis lurus
  • Kecepatannya konstan (tetap sama)
  • Percepatan sama dengan nol

Rumus Gerak Lurus Beraturan

Sobat Pintar sebelumnya sudah mengetahui besaran - besaran fisika penting dalam Gerak Lurus Beraturan, sekarang mari kita bahas rumus dari Gerak Lurus Beraturan.

Sesuai dengan besaran – besaran yang mempengaruhinya, berikut adalah rumus untuk Gerak Lurus Beraturan (GLB)

v = s / t
s = v x t
t = s / v

Keterangan :
v = kecepatan (m/s)
s = jarak (m)
t = waktu (s)

Berikut ini merupakan grafik kecepatan terhadap waktu

Grafik1. Grafik v terhadap t

Latihan 1

Ambar mengendarai sepeda motor dengan kecepatan 45 km/jam. Jarak yang ditempuh Ambar selama 1 menit adalah ….

A. 250 m

B. 500 m

C. 750 m

D. 900 m

E. 950 m

Latihan 2

Jawablah pertanyaan berikut!

Seekor semut bergerak dari titik A menuju titik B pada seperti terlihat pada gambar berikut.

Jika r = 2 m, dan lama perjalanan semut adalah 10 sekon. Berapakah kecepatan rata-rata semut?

A. 0,2 m/s

B. 0,2 akar 2 m/s

C. 0,3 akar 2 m/s

D. 0,4 m/s

E. 0,5 m/s

Latihan 3

Sebuah partikel bergerak dari titik A menuju titik B kemudian menuju titik C pada sumbu koordinat seperti gambar di bawah. Berapakah perpindahan dan jarak tempuh partikel dari A hingga C ?

A. 12 m dan 4 m

B. 4 m dan 12 m

C. 14 m dan -4 m

D. -4 m dan 14 m

E. -14 m dan -4 m

Latihan 4

Aura diminta berlari di lapangan sepak bola. Dari titik pojok lapangan sekolah dia berlari ke Timur hingga sejauh 80 m dalam waktu 25 sekon. Kemudian melanjutkan ke arah utara hingga sejauh 60 m dalam waktu 15 sekon. Berapakah kecepatan rata-rata Aura ?

A. 2,5 m/s

B. 3,5 m/s

C. 4,5 m/s

D. 5,5 m/s

E. 6,5 m/s

Latihan 5

Sebuah benda bergerak dengan mengikuti persamaan x = t2  + 2t – 2. Diketahui x adalah perpindahan yang ditempuh benda (dalam meter) dan t adalah waktu tempuh (sekon). Berapakah kecepatan rata-rata pada saat t = 1 s dan t = 2 s ?

A. 5 m/s

B. 10 m/s

C. 15 m/s

D. 20 m/s

E. 25 m/s

Pengertian Gerak Lurus Berubah Beraturan

Tahukah Sobat Pintar, Apa Itu Gerak Lurus Berubah Beraturan?

Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) adalah salah satu gerak dalam fisika yang lintasannya berupa garis lurus yang kecepatannya berubah secara konstan terhadap waktu sehingga menimbulkan adanya perubahan kecepatan (percepatan atau perlambatan) yang tetap

Jika perubahan kecepatannya negatif (kecepatan benda menurun) maka disebut dengan perlambatan (a = -), sedangkan jika perubahan kecepatan positif (kecepatannya meningkat) maka disebut dengan percepatan (a = +).

Ciri – Ciri Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

  • Terjadi pada lintasan berupa garis lurus atau masih dapat dianggap sebagai lintasan yang lurus.
  • Perubahan kecepatan benda tetap atau konstan
  • Memiliki kecepatan awal, jika keadaan awalnya dalam posisi diam maka kecepatan awal sama dengan 0.
  • Dipengaruhi oleh ketinggian.

Besaran – Besaran Fisika Penting Dalam Gerak Lurus Berubah Beraturan

Sobat Pintar, sekarang kita belajar yuk terkait besaran-besaran dalam gerak lurus berubah beraturan!

Kecepatan (v)
Kecepatan adalah salah satu besaran dalam fisika yang menunjukkan seberapa cepat sebuah benda berpindah dari suatu tempat ke tempat lainnya. Satuan internasional yang digunakan untuk kecepatan adalah meter per sekon (m/s). Simbol dari kecepatan adalah v (huruf kecil).

Jarak (s)
Jarak adalah salah satu besaran dalam fisika yang menunjukkan seberapa jauh suatu benda berubah posisi dalam lintasan tertentu. Satuan Internasional (SI) untuk jarak adalah meter (m). Hasil dari Jarak dapat diperoleh dari perkalian kecepatan dengan waktu tempuh.

Sobat Pintar, “jarak” itu berbeda dengan “perpindahan”loh!

Jarak adalah angka yang menunjukkan seberapa jauh suatu benda berubah posisi dengan mengkur lintasan yang dilaluinya. Sedangkan perpindahan adalah angka yang menunjukkan seberapa jauh suatu benda berubah posisi dengan mengabaikan panjang lintasan yang dilaluinya.

Contohnya, Sebuah mobil balap melaju dari titik start, mengelilingi 1 lintasan yang panjangnya 2 kilometer, kemudian berhenti kembali di titik start pada posisi yang sama sebelum ia mulai melintas. “Jarak” yang dilalui mobil itu adalah 2 km, sedangkan perpindahannya adalah 0 (karena dia memulai dan berhenti pada lokasi yang sama).

Waktu tempuh (t)
Waktu tempuh adalah waktu yang dibutuhkan oleh suatu benda untuk berpindah dari suatu posisi ke posisi yang lain dalam kecepatan tertentu. Satuan Internasional untuk waktu tempuh adalah sekon (s). Waktu tempuh dapat diperoleh dari hasil pembagian jarak dengan kecepatan.

Klasifikasi Macam Jenis Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

Secara umum Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) terbagi menjadi 2 macam yaitu :

  • Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) dipercepat
    GLBB dipercepat adalah gerak lurus berubah beraturan yang kecepatannya semakin meningkat seiring berjalannya waktu, sehingga terjadi percepatan yang konstan (a = +)
  • Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) diperlambat
    GLBB diperlambat adalah gerak lurus berubah beraturan yang kecepatannya semakin menurun seiring berjalannya waktu, sehingga terjadi perlambatan yang konstan (a = -)

Nah Sobat Pintar, setelah ini kita akan membahas penerapan GLBB. Yuk Simak materi selanjutnya....

Penerapan Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

Sobat Pintar, terdapat beberapa contoh Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) adalah :

a. Gerak Jatuh Bebas

Pada Gerak Jatuh Bebas (GJB), pergerakan benda hanya dipengaruhi oleh gaya gravitasi dan gaya gesek dengan udara. Gerak jatuh bebas merupakan gerakan yang terjadi tanpa adanya kecepatan awal pada benda (kecepatan awal sama dengan nol).

Contohnya adalah ketika buah jatuh ke tanah dari pohonnya. Kecepatan yang terjadi pada gerak jatuh bebas terus berubah dan bertambah tergantung dari ketinggiannya. Selama terjadinya GJB, pergerakan benda akan dipengaruhi oleh dua gaya utama, yaitu gaya gravitasi yang membuat kecepatannya bertambah dan gaya gesek dengan udara yang menghambat penambahan kecepatan, dalam hal ini gaya gravitasi arahnya selalu berlawanan dengan gaya gesekan benda.

b. Gerak Vertikal Ke Bawah

Nah kalau, Gerak Vertikal ke Bawah ini pergerakan benda dimulai dengan kecepatan awal dan lintasan pergerakan benda adalah vertikal ke bawah. Pada gerak vertikal ke bawah, kecepatan benda semakin lama akan semakin sehingga terjadi percepatan pada benda. Percepatan ini dipengaruhi oleh gaya gravitasi sehingga nilai percepatannya sama dengan nilai percepatan gravitasi (a = g).

Gerak Vertikal ke Bawah harus memiliki kecepatan awal, apabila benda tersebut tidak memiliki kecepatan awal atau jatuh dengan sendirinya maka gerakan yang terjadi adalah Gerak Jatuh Bebas (GJB). Contoh gerak vertikal ke bawah adalah ketika kita melempar batu dari ketinggian tertentu.

Latihan 1

Sebuah benda bergerak dengan percepatan 8 m/s2. Jika kecepatan awal benda 6 m/s, tentukan kecepatan benda setelah menempuh jarak 4 m!

A. 10 m/s

B. 15 m/s

C. 20 m/s

D. 25 m/s

E. 30 m/s

Latihan 2

Jawablah pertanyaan berikut!

Dari gambar berikut, tentukan jarak tempuh dari A-B

 

A. 3 meter

B. 5 meter

C. 7 meter

D. 9 meter

E. 10 meter

c. Gerak Vertikal Ke atas

Sobat Pintar, Gerak vertikal ke Atas adalah salah satu bentuk Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB). Pada gerak vertikal ke atas, semakin lama kecepatan benda akan semakin berkurang karena ditolak oleh gaya gravitasi, sehingga pada saat mencapai ketinggian tertentu benda tersebut akan berhenti dan jatuh kembali ke tanah. Nah Sobat, gerakan saat jatuhnya benda ke tanah ini disebut dengan Gerak Jatuh Bebas. Karena perubahan kecepatannya dipengaruhi oleh gaya gravitasi, maka percepatan yang dipakai pada gerak vertikal ke atas adalah percepatan gravitasi itu sendiri, tetapi nilainya negatif karena gaya gravitasi membuat benda akan semakin lambat (perlambatan).

Contoh dari gerak vertikal ke atas adalah ketika kita melemparkan batu ke atas. Gerakan batu sebelum menyentuh titik ketinggian tertinggi yang dapat dicapainya disebut dengan Gerak Vertikal ke Atas.

Percepatan dan Perlambatan

Sobat Pintar dalam GLBB pasti akan dipelajari percepatan dan perlambatan. Yuk simak penjelsan kakak berikut!

Percepatan dan Perlambatan (a)
Percepatan adalah perubahan kecepatan yang terjadi pada benda tersebut, baik karena pengaruh gaya yang bekerja pada benda ataupun karena keadaan benda. Satuan Internasional untuk kecepatan adalah m/s² . Simbol yang digunakan untuk melambangkan percepatan adalah “a”.

Jika perubahan kecepatannya negatif (kecepatan benda menurun) maka disebut dengan perlambatan (a = -), sedangkan jika perubahan kecepatan positif (kecepatannya meningkat) maka disebut dengan percepatan (a = +).

Rumus GLBB adalah :

v = v0 + a.t
s = vo.t + 1/2a.t2

v2 = v02 + 2a.s

Keterangan:
v = kecepatan akhir (m/s)
v0 = kecepatan awal (m/s)

a = percepatan / perlambatan (m/s2)

t = waktu (s)

s = jarak (m)

Note :

Jika terjadi percepatan (kecepatan meningkat) maka tanda yang dipakai adalah tanda tambah (sesuai dengan gambar di atas), Tetapi jika terjadi perlambatan (kecepatan menurun) maka penambahan (+) di atas diubah menjadi pengurangan (-)

Berikut ini merupakan tiga macam grafik pada GLBB

Gambar (1) Menunjukkan grafik hubungan percepatan dan selang waktu
Gambar (2) Menunjukkan grafik GLBB hubungan kecepatan dan waktu
Gambar (3) Menunjukkan grafik GLBB hubungan perpindahan dan selang waktu

Latihan 3

Adit mengendarai mobil Ferrari yang pada mulanya diam kemudian kelajuan mobil bertambah menjadi 20 m/s setelah 10 sekon. Berapakah percepatan mobil Adit?

A. 2 m/s2

B. 4 m/s2

C. 6 m/s2

D. 8 m/s2

E. 9 m/s2

Latihan 4

Terdapat mobil Lamborghini bergerak dipercepat dari keadaan diam. Jika percepatan mobil 40 m/s2, Berapakah kecepatan mobil tersebut setelah 5 sekon ?

A. 50 m/s

B. 80 m/s

C. 100 m/s

D. 150 m/s

E. 200 m/s

Latihan 5

Sebuah pesawat terbang dipercepat dari kecepatan 20 m/s menjadi 60 m/s dalam waktu 10 sekon. Berapakah jarak yang ditempuh pesawat dalam waktu tersebut?

A. 100 m

B. 150 m

C. 200 m

D. 350 m

E. 400 m

Pengertian Gerak Melingkar Beraturan (GMB)

Tahukah Sobat Pintar, Apa Itu Gerak Melingkar Beraturan ?

Gerak Melingkar Beraturan (GMB) adalah gerak melingkar yang memiliki kecepatan sudut konstan (tetap). Gerak Melingkar itu sendiri adalah gerak yang lintasannya berupa lingkaran, sedangkan kecepatan sudut atau yang juga sering disebut dengan kecepatan anguler adalah sudut yang ditempuh oleh sebuah titik yang bergerak di tepi lingkaran dalam satuan waktu tertentu. Arah dari kecepatan sudut pada GMB searah dengan arah dari kecepatan linearnya.

Kecepatan sudut dari gerak melingkar beraturan memang tetap, tetapi arah kecepatan sudutnya berbeda – beda karena gerak benda dipengaruhi oleh gaya yang membelokkan benda tersebut, gaya ini disebut dengan gaya sentripetal. Karena arah kecepatan yang berbeda ini, maka terdapat arah percepatan yang berubah-ubah pada GMB. Percepatan yang dipengaruhi oleh gaya sentripetal ini disebut dengan percepatan sentripetal, arah percepatan tersebut selalu menuju titik pusat lingkaran tetapi besar percepatan sentripetal tetap sama karena tidak terjadi perubahan kecepatan sudut benda.

Ciri – Ciri Gerak Melingkar Beraturan (Gmb)

  • Memiliki lintasan yang berupa lingkaran.
  • Dipengaruhi oleh gaya sentripetal.
  • Memiliki kecepatan sudut yang tetap (konstan)
  • percepatan sentripetal yang berubah – ubah.

Besaran – Besaran Fisik Dalam Gerak Melingkar Beraturan

Berikut merupakan besaran – besaran fisik dalam gerak melingkar beraturan

a. Sudut
Sudut adalah salah satu besaran yang berupa ruas garis dari satu titik pangkal antar satu posisi ke posisi lainnya.

Satuan internasional untuk Sudut adalah radian (rad), tetapi satuan yang lebih sering dipakai untuk menggambarkan sudut adalah derajat. Sebuah lingkaran memiliki sudut sebesar 360 derajat. Simbol yang digunakan untuk melambangkan sudut adalah theta.

b. Kecepatan Sudut dan Kecepatan Linear
Kecepatan Sudut (Kecepatan Anguler)
Kecepatan sudut atau yang juga sering disebut dengan kecepatan anguler adalah sudut yang ditempuh oleh sebuah titik yang bergerak di tepi lingkaran dalam satuan waktu (t) tertentu. Satuan internasional untuk kecepatan sudut adalah rad per detik (rad/s). Simbol yang digunakan untuk melambangkan kecepatan sudut adalah omega. Perhatikan gambar lintasan berikut.

( Sumber: Douglas C. Giancoli, 2005)

Kecepatan Linear (Kecepatan Tangensial)
Kecepatan Linear (Kecepatan Tangensial) adalah salah satu besaran dalam fisika yang menunjukkan seberapa cepat sebuah benda berpindah dari suatu tempat ke tempat lainnya. Satuan internasional yang digunakan untuk kecepatan linear adalah meter per sekon (m/s), tetapi dalam kehidupan sehari-hari di Indonesia, pasti kita lebih sering memakai satuan kilometer per jam (km/jam), sedangkan di amerika lebih sering dipakai mil per jam, (mil/jam). Kecepatan dapat diperoleh dari perkalian antara jarak yang ditempuh dengan waktu tempuh. Simbol dari kecepatan adalah v (huruf kecil).

Rumus Kecepatan Sudut dan Kecepatan Linier

Kecepatan Sudut dan Kecepatan Linier dapat dirumuskan sebagai berikut :

w = v/r
v  = w.r

dengan :

v   = kecepatan linier (m/s)
r   = jari-jari (m)
= kecepatan sudut (rad/s)

Nilai kecepatan sudut dapat dicari jika diketahui frekuensi ataupun periodenya. Untuk mencari kecepatan sudut, digunakan rumus:

w = 2n/f

dengan :

w = kecepatan sudut (rad/s)
n = 22/7 atau 3,14

Latihan 1

Periode benda yang bergerak melingkar beraturan dengan jari-jari 1 m adalah 0,2 s. Kecepatan sudut benda itu adalah ....

A. 5 rad/s

B. 10 rad/s

C. 15 rad/s

D. 20 rad/s

E. 25 rad/s

Latihan 2

Sebuah mobil mengitari lintasan melingkar mendatar dengan jari-jari 20 m dan kelajuan tetap 10 m/s. Percepatan mobil adalah ....

A. 3 m/s2

B. 5 m/s2

C. 8 m/s2

D. 10 m/s2

E. 15 m/s2

Besaran – Besaran Fisik Dalam Gerak Melingkar Beraturan (2)

c. Percepatan Sentripetal, Percepatan Sudut dan Percepatan Linear

Percepatan Sentripetal
Pada gerak melingkar, terdapat suatu percepatan pada objek yang mengarah ke pusat titik lintasan yang dinamakan percepatan sentripetal yang mana arahnya tegak lurus dengan arah kecepatan linear. Perhatikan gambar dibawah.

(Sumber: Douglas C. Giancoli, 2005)

Percepatan Sudut (Percepatan Anguler)
Percepatan Sudut adalah perubahan kecepatan sudut dalam satuan waktu (t) tertentu). Apabila kecepatan sudut semakin bertambah, maka akan terjadi percepatan (penambahan kecepatan) sudut sehingga percepatan sudutnya positif, sedangkan apabila kecepatan sudutnya berkurang maka akan terjadi perlambatan (pengurangan kecepatan) sehingga percepatan sudutnya negatif.

Satuan Internasional untuk percepatan sudut adalah radian per detik kuadrat (rad/s²). Simbol yang digunakan untuk melambangkan percepatan sudut adalah alfa 

Percepatan Linear (Percepatan Tangensial)
Percepatan linear atau percepatan tangensial adalah perubahan kecepatan yang terjadi pada benda tersebut, baik karena pengaruh gaya yang bekerja pada benda ataupun karena keadaan benda. Satuan Internasional untuk kecepatan adalah m/s² . Simbol yang digunakan untuk melambangkan percepatan linear adalah “a”.

Jika perubahan kecepatannya negatif (kecepatan benda menurun) maka disebut dengan perlambatan (a = -), sedangkan jika perubahan kecepatan positif (kecepatannya meningkat) maka disebut dengan percepatan (a = +).

Rumus Percepatan Sudut dan Percepatan Linier
Percepatan Sudut dan Percepatan Linier dapat dirumuskan sebagai berikut :

d. Waktu Tempuh
Waktu tempuh adalah waktu yang dibutuhkan oleh suatu benda untuk berpindah dari suatu posisi ke posisi yang lain dalam kecepatan tertentu. Satuan Internasional untuk Waktu Tempuh adalah sekon (s), sedangkan simbol yang dipakai untuk melambangkan waktu tempuh adalah t (huruf kecil). Waktu tempuh dapat diperoleh dari hasil pembagian jarak dengan kecepatan.

e. Frekuensi dan Periode
Frekuensi
Secara umum frekuensi adalah besaran ukuran jumlah putaran ulang suatu peristiwa dalam waktu tertentu. Dalam gerak melingkar, frekuensi adalah jumlah putaran yang dapat dilakukan suatu benda dalam satu detik. Satuan internasional yang dipakai untuk frekuensi adalah Hertz (Hz). Simbol yang digunakan untuk melambangkan frekuensi adalah f (huruf kecil). Dapat dinyatakan dengan persamaan :

f = n / t atau f = 1 / T

Keterangan :
n = jumlah getaran
t = waktu (s)
T = periode (s)

Periode
Secara umum Periode adalah waktu yang ditempuh untuk melakukan suatu peristiwa. Dalam gerak melingkar periode adalah waktu yang diperlukan untuk menempuh satu lingkaran. Satuan yang sering digunakan untuk periode adalah detik atau sekon (s). Simbol yang digunakan untuk melambangkan periode adalah T (huruf besar). Dapat dinyatakan dengan persamaan :

T = t / n atau T = 1 / f

Keterangan :
n = jumlah getaran
t = waktu (s)
f = frekuensi (Hz)

f. Radius
Radius atau yang juga sering kita sebut dengan jari – jari lingkaran adalah garis yang menghubungkan titik pusat dengan bagian terluar dari sebuah lingkaran. Satuan yang sering dipakai untuk radius adalah satuan panjang seperti meter (m), sentimeter (cm), kilometer (km), dll. Simbol yang digunakan untuk melambangkan radius adalah r (huruf kecil).

Rumus Gerak Melingkar Beraturan

Latihan 3

Farel mengendarai sepeda dengan jari-jari roda 40 cm diputar dengan kecepatan tetap. Kutub ban tersebut dapat berputar menempuh sudut 120 n rad dalam 20 detik. Berapakah kecepatan sudutnya roda sepeda Farel?

A. 6 n rad/s

B. 12 n rad/s

C. 16 n rad/s

D. 18 n rad/s

Latihan 4

Partikel yang berputar pada lintasan melingkar berubah kecepatan sudutnya dari 120 rpm menjadi 180 rpm dalam 40 sekon. Berapakah percepatan sudut gerak partikel itu?

A. 0,025 rad/s2

B. 0,05 rad/s2

C. 0,1 rad/s2

D. 0,2 rad/s2

E. 0,25 rad/s2

Latihan 5

Balok berada di tepi meja putar yang memiliki jari-jari 0,8 m. Meja tersebut berputar dengan kecepatan sudut 30 rad/s. Kemudian meja mengalami percepatan sehingga kecepatan sudutnya berubah menjadi 60 rad/s setelah bergerak 10 s. Berapakah kecepatan linier awal balok kecil tersebut?

A. 4 m/s

B. 8 m/s

C. 16 m/s

D. 20 m/s

E. 24 m/s

Pengertian Gerak Parabola

Tahukah Sobat Pintar, Apa Itu Gerak Parabola ?

Gerak Parabola merupakan resultan dari gerak lurus beraturan pada sumbu X dan gerak lurus berubah beraturan pada sumbu Y. Gerak parabola merupakan salah satu contoh gerak pada bidang datar. Sebagai contoh gerak parabola adalah gerakan peluru yang ditembakan dari sebuah meriam dengan kecepatan awal tertentu dan dengan sudut kecondongan tertentu pula. Ternyata lintasan yang dilalui oleh peluru berupa lintasan melengkung yang disebut gerak parabola.

Memahami Gerak Parabola

Untuk memahami gerak parabola terlebih dahulu kita perhatikan hasil perpaduan gerak dari sebuah benda yang melakukan dua gerakan langsung pada bidang datar. Misalnya, persamaan gerak pada :

Untuk mengetahui bentuk lintasan hasil perpaduannya terlebih dahulu kita lihat isi tabel di bawah ini!

( Sumber: Douglas C. Giancoli, 2005)

Jika diambil nilai t yang berdekatan, maka grafik hasil perpaduan lintasan pada sumbu x dan sumbu y terlihat seperti di bawah ini.

( Sumber: Douglas C. Giancoli, 2005)

Persamaan gerak pada sumbu x adalah persamaan gerak lurus beraturan. Persaman gerak pada sumbu y adalah persamaan gerak lurus berubah beraturan diperlambat. Ternyata gerak hasil perpaduannya berupa gerak parabola.

Untuk membahas gerak parabola, perhatikan dulu sketsa hasil pemotretan dua benda yang bergerak dari tempat yang sama.

( Sumber: Douglas C. Giancoli, 2005)

Gambar diatas menunjukkan hasil pemotretan gerakan dua benda. Benda pertama jatuh bebas, sedangkan benda kedua dilempar dengan kecepatan awal v0 arah mendatar. Kedua benda jatuh ke bawah secara serempak. Gerakan arah vertikal mengikuti gerak lurus berubah beraturan dan gerak arah mendatar mengikuti gerak lurus beraturan. Lintasan yang dilalui oleh benda kedua adalah lintasan parabola.

Dalam tulisan berjudul Discources On Two New Sciences, Galileo mengemukakan sebuah ide yang sangat berguna dalam menganalisis gerak parabola. Dia menyatakan bahwa gerak parabola dapat dipandang sebagai perpaduan gerak lurus beraturan pada sumbu horizontal (sumbu x) dan gerak lurus berubah beraturan pada sumbu vertikal (sumbu y) secara terpisah.

Persamaan Gerak Parabola

Sobat pintar, lanjut ke topik selanjutnya...

Tiap gerakan ini tidak saling mempengaruhi tetapi gabungannya tetap menghasilkan gerak menuju ke bumi. Bagaimanakah bentuk persamaan gerak parabola tersebut? Perhatikan gambar berikut!

( Sumber: Douglas C. Giancoli, 2005)

Gambar diatas merupakan sebuah benda yang dilempar dengan kecepatan awal vo dan sudut kecondongan (sudut elevasi) sebesar (alfa) sehingga benda melakukan gerak parabola.

Jika kecepatan awal vo diuraikan pada sumbu x dan sumbu y di dapat vox dan voy dimana :

Nah Sobat, untuk selanjutnya mari kita bahas dulu gerakan benda pada sumbu x dan sumbu yaaa...

Gerakan Benda pada Sumbu x dan Sumbu y

Gerak pada Sumbu x (Gerak Lurus Beraturan)

Kecepatan awal adalah 

Karena gerak pada sumbu x adalah gerak lurus beraturan, maka kecepatan setelah t adalah :

Perpindahan yang ditempuh setelah t adalah :

 

Gerak pada Sumbu y (Gerak Lurus Berubah Beraturan)

Gerak pada sumbu y selalu mendapatkan percepatan ay = -g dimana g adalah percepatan gravitasi.

Kecepatan setelah t adalah Vty = Voy – gt

Perpindahan yang ditempuh setelah t adalah

Tempat Kedudukan Setiap Saat (TK)

Tempat kedudukan benda setiap saat dinyatakan dengan koordinat TK = (Xt, Yt)

Kecepatan dan Arah Kecepatan Setiap Saat

Kecepatan benda setiap saat merupakan resultan dari kecepatan benda pada arah sumbu x dan kecepatan benda pada arah sumbu y, sehingga kecepatan benda setiap saat :

Jika arah kecepatan benda setiap saat dinyatakan dengan B, maka :

Kedudukan Benda pada Gerak Parabola

1. Kedudukan Benda di Tempat Tertinggi

Pada saat benda berada di tempat tertinggi (di titik A) arah kecepatan mendatar sehingga :

Dengan demikian, waktu yang diperlukan untuk mencapai tempat tertinggi :

Pada saat benda mencapai tempat tertinggi, maka jarak mendatar yang ditempuh:

Tinggi maksimum yang dicapai :

2. Kedudukan Benda di Tempat Terjauh

Pada saat benda di tempat terjauh (di titik B) maka Yt = 0

Waktu yang diperlukan oleh sebuah benda untuk mencapai tempat terjauh :

Nilai tersebut dua kali dari nilai waktu yang diperlukan benda untuk mencapai tempat tertinggi. Jarak mendatar yang ditempuh pada saat mencapai tempat terjauh :

Penerapan Gerak Parabola dalam Kehidupan

Sobat pintar, mengapa sih kok kita perlu mempelajari konsep gerak parabolah?

Ternyata, gerak parabola ini banyak sekali loh penerapan nya dalam kehidupan sehari-hari.

Gerak parabola atau dikenal dengan sebutan gerak peluru karena gerak ini mirip dengan peluru yang ditembakkan yang dipengaruhi oleh percepatan gravitasi yang menyebabkan gerak benda tersebut menjadi melengkung. Pada gerakan parabola ini gesekan antara benda dan udara di abaikan.

Kasus contoh gerak parabola dalam kehidupan sehari-hari dilihat dari awal bergerak nya benda dibagi menjadi dua, yaitu :
  • Benda yang bergerak dengan sudut elevasi tertentu yang mencapai sumbu-y kemudian turun kembali
  • Benda yang dijatuhkan dari ketinggian tertentu dengan keadaan benda tersebut ikut bergerak sebelum dijatuhkan sehingga benda memiliki kecepatan arah-x.
Untuk mengetahui lebih lengkapnya, yuk simak penjelasannya...
 
1. Gerak Parabola pada Kegiatan Olahraga
Kasus yang pertama adalah sering dijumpai dalam kegiatan olahraga, contoh nya lemparan bola basket, pukulan bola golf, tendangan melambung pada pertandingan sepak bola, dan masih banyak lagi.
 
Pada gambar tersebut bola basket dilempar ke atas dengan sudut elevasi tertentu dan pada sudut tertinggi bola basket hanya memiliki kecepatan pada arah-x sehingga bola membentuk lintasan parabola.
 
2. Gerak Parabola pada Rudal yang dijatuhkan oleh Pesawat Tempur
Pesawat bergerak ke kanan sehingga memberikan kecepatan awal benda hanya arah sumbu-x yang menyebabkan benda bergerak parabola yang pada kasus menjatuhkan rudal ini hanya seperempat lingkaran saja. Selain itu, efek dari gravitasi dengan benda yang bergerak dengan kecepatan awal arah yang menyebabkan benda bergerak secara parabola.
 
Oke, sobat pintar sudah memahami gerak parabola beserta penerapannya, kan? Untuk mengetahui pemahaman kalian, yuk kerjakan latihan nya yaa!

Latihan 1

Jawablah pertanyaan berikut!

Redy melempar bola basket dengan kecepatan 20 m/s dan sudut elevasi 30 o. Waktu yang dibutuhkan bola basket untuk sampai dititik tertinggi adalah… (g = 10 m/s2)

A. 1 sekon

B. 2 sekon

C. 3 sekon

D. 4 sekon

E. 5 sekon

Latihan 2

Jika sebuah selang air menyemprotkan air ke atas dengan kecepatan 10 m/s pada sudut 37o berapakah jarak tempuh maksimum air tersebut.

A. 3,6 meter

B. 4,2 meter

C. 5,6 meter

D. 7,8 meter

E. 9,6 meter

Latihan 3

Eko menendang bola di lapangan Lidah dengan sudut elevasi 45o. Jatuhnya bola memiliki jarak horizontal 5 meter. Berapakah kecepatan awal tendangan Eko jika percepatan gravitasi 10 m/s2?

Latihan 4

Dedi melempar bola basket dengan kecepatan 20 m/s yang membentuk sudut elevasi 30o. Berapakah waktu yang dibutuhkan bola basket untuk sampai dititik tertinggi ? (g = 10 m/s).

A. 1 sekon

B. 2 sekon

C. 4 sekon

D. 8 sekon

E. 10 sekon

Latihan 5

Dimas menendang bola dengan kecepatan awal 5 m/s dan membentuk sudut 37o. Berapakah ketinggian maksimum dari tendangan bola dimas ?

A. 0,36

B. 0,45

C. 0,67

D. 0,23

E. 0,47

redesain-navbar Portlet