BAHAN AJAR

Gerak Lurus

a. Pengertian Gerak

Gerak merupakan perubahan posisi (kedudukan) suatu benda terhadap suatu

acuan tertentu. Perubahan letak benda di lihat dengan membandingkan letak benda

tersebut terhadap suatu titik yang di anggap tidak bergerak (titik acuan) sehingga

gerak memiliki pengertian yang relatif atau nisbi.

Kedudukan di artikan sebagai letak (posisi) suatu benda pada waktu terhadap acuan.

b. Jarak dan perpindahan

Jarak didefinisikan panjang lintasan yang ditempuh oleh suatu benda dalam

selang waktu tertentu. Jarak merupakan besaran skalar.

Perpidahan didefinisikan sebagai suatu perubahan posisi suatu benda dalam selang

waktu tertentu. Perpindahan hanya bergantung pada posisi awal dan posisi akhir

benda, serta tiak bergantung pada jalan/lintasan yang ditempuh oleh benda.

Perpindahan merupakan besaran vektor yang ditunjukkan oleh segmen garis yang

dari posisi awal menunju posisi akhir.

Jarak= + + +⋯+Perpindahan∆ = −

Contoh soal.

1. Perhatikan gambar dibawah ini! Ida berlari mengelilingi lapangan sepak bola

yang memiliki panjang 100 m dan lebar 50 m. Ida berangkat dari titik A dan

berhenti di titik C dengan melewati titik B.

Sementara Adi berlari dari titik A dan berhenti di titik D dengan melewati titik B

dan C, pada lapangan yang sama. Tentukan jarak dan perpindahan yang

ditempuh Ida dan Adi!

a. Untuk Ida

Jarak yang ditempuh Ida

m

BCABs

150

50100

Jadi,jarak yang ditempuh Ida adalah 150 m

Perpidahan Ida

Karena lintasan yang ditempuh Ida berbentuk garis yang tegak lurus,

maka perpindahannya adalah sebagai berikut

m

BCAB

ACx

8,111

12500

50100 22

22

Jadi, perpindahan yang dialami Ida adalah 111,8 m

b. Untuk Adi

Jarak yang ditempuh

m

CDBCABs

250

10050100

Jadi, jarak yang di tempuh Adi adalah 250 m

Perpindahan Adi

Perpidahan merupakan besaran vektor (memiliki arah). Jika AB anda

nyatakan positif, maka CD bernilai negatif. Oleh karena itu perpindahan

yang dialami adi adalah sebagai berikut.

CD

B

50 m

100 m

A

C

A B

A B

C

A B

C

m

CDBCAB

ADx

50

100)50100(

)(

Jadi, perpidahan yang dialami adi adalah 50 m.

c. Kelajuan dan Kecepatan

Pada kehidupan sehari-hari orang sering menggunakan kata kecepatan

meskipun yang dimaksud sebenarnya adalah kelajuan. Misalnya, kereta itu bergerak

dengan kecepatan 80 km/jam. Pernyataan ini sebenarnya kurang tepat, karena kalau

ingin menyatakan kecepatan, arahnya harus disebutkan. Supaya benar pernyataan

tersebut harus diubah menjadi kereta itu bergerak dengan kecepatan 80 km/jam ke

arah barat. Pada fisika, kelajuan dan kecepatan merupakan dua istilah yang berbeda.

Kelajuan adalah cepat lambatnya perubahan jarak terhadap waktu dan merupakan

besaran skalar yang nilainya selalu positif, sehingga tidak memedulikan arah.

Kelajuan diukur dengan menggunakan speedometer. Kecepatan adalah cepat

lambatnya perubahan kedudukan suatu benda terhadap waktu dan merupakan

besaran vektor, sehingga memiliki arah. Kecepatan diukur dengan menggunakan

velocitometer. = == ℎ = ∆ ∆

Contoh soal

Seorang siswa berjalan sepanjang lintasan ABC seperti gambar dibawah ini. Selang

waktu yang dibutuhkan dari A ke C adalah 10 sekon. Tentukan kelajuan dan

kecepatan siswa tersebut!

A B

C

100 m

50m

Penyelesaian:

Diketahui:

Jarak AC = 7 m

Selang waktu = 10 sekon

Perpidahan AC = 5 m

Ditanya:

a. Kelajuan=.....?

b. Kecepatan = ....?

Jawab :

a. Kelajuant

s

waktuselang

jarak

sm

sekon

meter

/7,0

10

7

b. Kecepatant

x

waktuselang

nperpindaha

sm

sekon

meter

/5,0

10

5

d. Kecepatan rata-rata dan kelajuan rata-rata

Kelajuan atau kecepatan sesaat berlaku untuk t mendekati nol. Umumnya,

konsep kelajuan dan kecepatan sesaat digunakan pada kejadian yang membutuhkan

waktu yang sangat pendek.

Kecepatan rata-rata didefinisikan sebagai hasil bagi antara perpindahan

dengan selang waktu.Karena perpindahan adalah besaran vector dan waktu

adalah besaran scalar, maka kecepatan rata-rata termasuk besaran vector.

Kecepatan rata-rata ( ) dapat dinyatakan dengan persamaan− = = ∆∆ = −−

= −∆ = ℎ ( )∆ = ( ) Kelajuan rata-rata didefinisikan sebagai hasil bagi antara jarak total yang

di tempuh dengan selang waktu untuk menempuhnya.− = ℎ= + + +⋯+

e. Percepatan sesaat dan percepatan rata-rata.

Percepatan rata-rata

Sebuah benda yang bergerak cenderung dipercepat atau diperlambat

gerakannya. Proses mempercepat dan memperlambat ini adalah suatu gerakan

perubahan kecepatan dalam selang waktu tertentu atau disebut sebagai percepatan.

Percepatan merupaka besaran vektor, sedangkan nilainya adalah perlajuan yang

merupakan besaran skalar. Secara matematis, percepatan dan perlajuan dapat

dituliskan sebagai berikut. = ∆∆Dimana := − (m/s2)∆ = ℎ (m/s)∆ = ℎ (s)

Percepatan Sesaat

Percepatan sesaat dapat didefinisikan sebagai perubahan kecepatan pada saat

selang waktu yang singkat. Seperti halnya kecepatan sesaat, percepatan sesaat terjadi

dalam kejadian yang memiliki selang waktu yang sangat pendek atau mendekati nol.= lim∆ → ∆∆ dengan Δt mendekati nilai nol.

Alat ukur yang dapat menentukan kecepatan sesaat dan percepatan sesaat adalah

ticker timer. Hasil ketikan yang dilakukan ticker timer tersebut dapat menentukan

gerakan yang dilakukan oleh sebuah benda. Hasil ketikan berupa titik-titik dengan

jarak antar titik berbeda-beda. Perbedaan jarak antar titik menunjukkan bahwa benda

tersebut sedang bergerak dipercepat atau diperlambat. Semakin besar jarak antara

titik, semakin besar percepatan yang dilakukan oleh sebuah benda. Semakin pendek

jarak antara titik, semakin besar perlambatan yang dilakukan oleh sebuah benda

hingga benda tersebut berhenti. Jika jarak antara titik tetap, berarti benda tidak

melakukan percepatan maupun perlambatan, melainkan memiliki kecepatan yang

konstan.

Contoh soal

Seorang polisi mengejar penjahat,mula-mula dari keadaan diam kemudian

menambah kecepatannya menjadi 30 m/s dalam selang waktu 3 detik. Hitunglah

percepatan polisi tersebut!

Penyelesaian:

Diketahui:

st

smv

smv

t

3

/30

/00

Ditanya:

?...a

Jawab:

sms

m

t

va /10

3

)030(

Pertemuan Kedua

f. Gerak Lurus Beraturan

Gerak lurus beraturan didefinisikan sebagai gerak suatu benda dengan

kecepatan tetap. Kecepatan tetap artinya baik besar maupun arahnya tetap.

Hubungan antara jarak tempuh terhadap kecepatan akan di dapatkan := .Dimana :

= ℎ (m)= ℎ (s)= (m/s)

Grafik jarak terhadap waktu pada gerak lurus beraturan.

Grafik kecepatan terhadap waktu pada GLB

Contoh soal

Icha berlari dengan lintasan lurus dan menempuh jarak 100 m dalam 10

sekon. Tentukan kecepatan dan waktu yang diperlukan Icha untuk menenpuh

jarak 25 m!

Penyelesaian:

Diketahui:st

mx

10

100

Ditanya:

a. v =....?

b. t = ...?

Jawab:

a. Kecepatan Icha

smt

xv

/1010

100

b. Waktu untuk menenpuh jarak 25 m

sekon

v

xt

txvx

5,210

25

Latihan Soal

1. Jelaskan (berikan contoh) yang dimaksud dengan:a. Gerakb. Jarakc. perpindahan

2. Jelaskan pengertian:a. Kecepatan;b. Kelajuan;c. Kelajuan rata-rata;d. Kelajuan sesaat;e. Kecepatan rata-rata;f. Percepatan;g. Percepatan rata-rata;h. Percepatan sesaat;

3. Seorang anak berjalan di lintasan seperti pada gambar.

Tentukan jarak dan perpindahannya, jika anak tersebut berjalan dari A ke E,kemudian kembali lagi ke A!

4. Seorang pelari membutukan waktu 6 menit untuk berlari 900 meter ke baratdan berlari ke arah timur sejauh 600 meter selama 4 menit. Hitunglahkelajuan rata-rata dan kecepatan rata-ratanya!

5. Seorang mengendarai sepedanya, pada detik pertama kecepatannya 5 m/s,dan pada detik ke 10 kecepatannya berubah menjadi 25 m/s. berapakahpercepatan rata-rata sepeda tersebut?

6. Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan 10 m/s. Setelah 10 sekon,kecepatan mobil berubah menjadi 30 m/s. Berapakah percepatan mobiltersebut?

7. Sebuah sepeda motor bergerak dengan kecepatan 108 km/jam ke timur.Berapa meter perpindahan sepeda motor tersebut setelah 120 detik?

8. Gambar berikut memperlihatkan grafik perjalanan sebuah mobil yangbergerak lurus beraturan.

Tentukkanlah:a. Kecepatan mobil

b. Perpindahan mobil setelah bergerak selama 3s.9. Sebuah bola mula-mula dalam keadaan diam, kemudian pada bola tersebut

diberikan percepatan 3 m/s2. Tentukanlah:a. Kecepatan bola setelah bergerak 2 s.b. Jarak yang ditempuh bola selama 2 s.

10. Sebuah benda bergerak dengan percepatan 8 m/s2. Jika kecepatan awal benda6 m/s, tentukan kecepatan benda setelah menempuh 4 m!