BAB II GERAK LURUS

BAB II

GERAK LURUS

A.    PENGERTIAN GERAK

Gerak adalah perubahan kedudukan suatu benda terhadap titik acuan.

1. Perpindahan dan Panjang Lintasan

a.       Perpindahan (DS)

A                                       B           AB ® DS = S₂ – S₁

S₁                                     S₂           BA ® DS = S₁ – S₂

-            Tanda  –  menunjukkan arah berlawanan

-            Perpindahan merupakan vektor

b.      Panjang Lintasan

A                                       B           AB ® DS = ½S₂ – S₁½

S₁                                     S₂           BA ® DS = ½S₁ – S₂½

-            Tidak mengenal harga negatif

-            Panjang lintasan merupakan skalar

2. Kelajuan dan Kecepatan

a.       Kelajuan = Speed = v

S1

S2

                                                       Keterangan :

t2

t1

                                                       DS = panjang lintasan (m)

Dt  = selang waktu (s)

v    = kelajuan (m/s)

b.      Kecepatan = Velocity = v

Adalah besarnya perpindahan setiap selang waktu yang dibutuhkan.

S1

S2

                                                       Keterangan :

t2

t1

                                                       DS = perpindahan (m)

Dt  = selang waktu (s)

v    = kecepatan (m/s)

3. Percepatan = Acelaration = a

Adalah besarnya perubahan kecepatan setiap selang waktu yang dibutuhkan

v₁                                       v₂                             Keterangan :

t₁                                        t₂                             Dv = perubahan kecepatan (m/s)

                               dengan   Dv = v₂ – v₁            Dt  = selang waktu (s)

                                             Dt  = t₂ – t₁             a    = percepatan (m/s^s)

B.     GERAK LURUS (GL)

Adalah gerak yang lintasannya berupa garis lurus

Gerak Lurus Beraturan (GLB) ®   v = konstan

        a = 0

Gerak Lurus

Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) ® v = berubah

a.       GLBB dipercepat  ® a = Å

b.      GLBB diperlambat           ® a =  –

1. Gerak Lurus Beraturan (GLB)

Adalah gerak lurus yang memiliki kecepatan tetap.

 v                                                          S = luas daerah diarsir = L

                                                                                       S = jarak yang ditempuh (m)

              S                                                                       v = kecepatan (m/s)

                                                  t                                    t = waktu tempuh (s)

Grafik S terhadap t

t	0	1	2	3	4
s	0	v	2v	3v	4v

SO

                                                                   S = v . t                           S = v . t  +  S_O

2. Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

a.       GLBB dipercepat ® a = Å

Dari persamaan a =  dan Dv = v_t – v₀

Maka                                 atau

 

                                           dan

            Grafik v terhadap t

Sedangkan jarak yang ditempuh benda selama t detik :

S_t = luas daerah diarsir = L trapesium.

S_t = ( v₀ + v_t ) ½ t , padahal v_t = v₀ + at

S_t = ( v₀ + v₀ + at ) ½ t

S_t = ( 2v₀ + at ) ½ t

                                           karena t = , maka

                                                                                  atau

Keterangan :

v₀   = kecepatan awal benda (m/s)

v_t   = kecepatan benda setelah t detik (m/s)

a    = percepatan yang dialami benda (m/s²)

S_t   = jarak yang ditempuh (m)

t     = waktu tempuh (s)

Grafik S terhadap t

			t

 

b.     

vt

vo

v

t

t

S

GLBB diperlambat ® a =  –

                                                Nilai v₀ > v_t, sehingga

                                 ® karena a =

                                  dan

     Grafik v terhadap t                               grafik S terhadap t

			t

 

3. Gerak Vertikal

Adalah dengan lintasan vertikal yang dipengaruhi gravitasi bumi. Seperti halnya pada GLBB, tetapi faktor                                          a   ® g = gravitasi bumi

                                          S_t  ® h = tinggi benda

a.       Gerak vertikal ke bawah

h

Nilai g positif (searah dengan gravitasi bumi)

Keterangan:

v0

h

v₀ = kecepatan awal (m/s)

v_t = kecepatan setelah t detik (m/s)

g = percepatan gravitasi bumi (m/s²)

t = waktu tempuh (s)

h = ketinggian

Jika tanpa kecepatan awal, disebut Gerak Jatuh Bebas :

	v0 = 0

 

Gerak Jatuh bebas

b.      Gerak vertikal ke atas

Ketinggian maksimum

V_t = 0 sesaat sebelum jatuh

h

Nilai g negatif

v0

Keterangan:

h = ketinggian benda (m)

v₀ = kecepatan awal (m/s)

v_t = kecepatan setelah t detik (m/s)

g = percepatan gravitasi bumi (m/s²)

t = waktu tempuh (s)

Pada saat ketinggian maksimum benda berhenti  v_t = v_max = 0

Dari persamaan     v_t = v₀ – gt

                              0 = v₀ – gt

                              v₀ = gt

                             

Dari persamaan  h = v₀t – ½ gt² dan t_max = , maka :

                           h_max   = v₀ () – ½ g ()²

                                    =  – ½ g

                                    =  –

                           h_max   =

Soal-Soal Latihan :

I.         Isilah titik-titik dibawah ini dengan jawaban yang tepat!

1.      Gerak suatu benda tanpa mengalami perubahan kecepatan disebut ....

2.      Gerak vertikal ke atas adalah salah satu contoh dari gerak ....

3.      Benda yang mengalami peristiwa jatuh bebas kecepatan awalnya adalah ....

4.                                                                                                                                            

t(s)

S(m)

Pada gambar disamping besar kecepatan yang ditempuh benda adalah ....

	400
		200

 

       0           2           4          6          8

5.                                                                                                                                            

4

3

1

2

0

t

v

Grafik di samping menunjukkan benda sedang bergerak ....

 

6.      Benda yang dilempar vertikal ke atas dengan kecepatan v₀, percepatan gravitasi bumi g, maka lamanya di udara adalah ....

7.                                                                                                                

g

h

Pada gambar disamping, lama waktu yang ditempuh benda sampai di tanah dan kecepatan benda sampai di tanah adalah ....

 

8.                                                                                                                                       

50

0

v (m/s)

Pada grafik v dan t disamping, besarnya jarak yang ditempuh benda selama 10 s adalah ....

 

9.                                                                                                                                       

100

v (m/s)

Pada grafik disamping, macam gerak benda adalah ....

	50

 

10.  Pada grafik nomer 9 di atas, maka besarnya jarak yang ditempuh benda selama 15 sekon adalah ....

II.      Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini dengan singkat dan tepat!

1.      Sebuah mobil bergerak dari Wonogiri ke Jakarta dengan kecepatan tetap
70 km/jam selama 9 jam. Jika jarak Wonogiri ke Solo adalah 40 km. Tentukan jarak dari solo ke Jakarta!

2.      Sejauh kereta api bergerak dengan kecepatan awal 60 m/s. Setelah bergerak selama 30 sekon, kereta tersebut berhenti. Tentukan

a.       Perlambatan yang dialami kereta!

b.      Jarak yang ditempuh dari awal sampai kereta berhenti!

3.      Suatu benda bergerak dengan kecepatan awal 40 m/s dan perlambatan 4 m/s².

a.       Gambarkan grafik kecepatan terhadap waktu!

b.      Gambarkan grafik kedudukan (s) terhadap waktu!

4.                                                                                                                                       

g

a

f

b

25

30

15

5

35

20

10

0

500

t(s)

v (m/s)

40

Dari gambar grafik disamping. Tentukan :

a.       Jenis gerak benda!

b.      Kecepatan awal benda!

c.      

30

20

100

Percepatan yang dialami benda!

d.     

t(s)

Jarak yang ditempuh benda!

0        2         4        6       8       10            

5.                                                                                                                                        Pada gambar grafik di samping, tentukan :

a.      

v (m/s)

e

d

150

200

Garis apa saja yang menunjukkan benda bergerak lurus beraturan?

b.     

c

100

Garis apa saja yang menunjukkan benda ber GLBB dipercepat?

c.      

g

f

a

b

Garis apa saja yang menunjukkan benda ber GLBB diperlambat?

d.      Jarak yang ditempuh benda selama 35 sekon!

6.                                                                                                                                  

0

36

v (m/s)

Pada gambar grafik di samping. Tentukan :

a.       Perlambatan yang dialami benda setelah bergerak 9 sekon!

b.     

156

18

3

6

9

12

t(s)

Jarak yang ditempuh benda dari awal sampai berhenti!

7.      Sebuah benda dilepaskan dari ketinggian 250 m di atas tanah, tanpa kecepatan awal. Jika percepatan gravitasi bumi 40 m/s². Tentukan waktu yang diperlukan benda dari kedudukan awal hingga ketinggian 160 m dari tanah!

8.                                                                                                                         

v (m/s)

Pada grafik di samping, tentukan :

a.        

100

Waktu untuk mencapai tinggi maksimum!

b.         Tinggi maksimum yang dicapai!

                

                

 

0

9.      Sebuah benda dilemparkan vertikal ke atas, pada ketinggian 180 m dari tanah (maksimum) dan jika g = 10 m/s². Tentukan :

10.  Sebuah peluru ditembakkan vertikal ke atas dengan kecepatan awal 450 m/s. Jika percepatan grafitasi bumi 10 m/s². Tentukan:

III.   Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat dengan cara memberi tanda silang (x) pada huruf a, b, c, d, atau e!

1.      Benda yang bergerak lurus beraturan memenuhi syarat ....

a.       Kecepatannya berubah-ubah, percepatannya nol

b.      Kecepatannya tetap, percepatannya nol

c.       Kecepatan dan percepatannya nol

d.      Kecepatannya tetap, percepatannya berubah-ubah

e.       Kecepatannya nol, percepatannya tetap

2.      Sebuah sepeda menempuh jarak 45 km dalam waktu setengah jam, maka kelajuan sepeda tersebut adalah ....

a.       15 m/det

b.      20 m/det

c.       25 m/det

d.      30 m/det

e.       35 m/det

3.      Dari gambar grafik di bawah ini, yang menunjukkan benda bergerak lurus beraturan adalah ....

a.       AB                                                        d.    DE

b.      BC                                                        e.     EF

c.       CD

v (m/s)

                                                                                                                   t(s)

4.      Gerak lurus yang memiliki kecepatan berubah-ubah dan percepatan tetap disebut ..

a.       Gerak lurus beraturan                           d.    Gerak vertikal

b.      Gerak lurus tak beraturan                     e.     Gerak parabola

c.       Gerak lurus berubah beraturan

5.      Gambar-gambar grafik di bawah ini yang menunjukkan GLB, adalah ....

a.      

v

v

                                                             d.   

 

b.     

S

                                                             e.    

 

c.        

6.      Jarak kota Solo – Jakarta adalah 280 km. Sebuah bus berangkat dari Solo jam 14.00 dan sampai di Jakarta jam 04.00. Kecepatan rata-rata bus tersebut adalah ....

a.       30 km/jam                                             d.    20 km/jam

b.      40 km/jam                                             e.     50 km/jam

c.       10 km/jam

7.      Dari gambar grafik berikut yang menyatakan gerak dipercepat adalah ....

a.       a dan b                                                  d.    a dan e

b.      b dan c                                                  e.     d dan b

c.       a dan c

  v (m/s)

40

20

								d
						c
										e
				b
		a

 

     0                2                4                6               8          9                       t(s)

8.      Sebuah mobil mula-mula bergerak dengan kecepatan 20 m/s, setelah 5 sekon, kecepatan mobil menjadi 50 m/s. jarak yang ditempuh mobil adalah ....

a.       100 m                                                   d.    175 m

b.      125 m                                                   e.     200 m

c.       150 m

9.      Sepeda motor bergerak dengan kecepatan 60 m/s, tiba-tiba di rem mendadak sehingga berhenti setelah menempuh jarak 120 km. Perlambatan yang dialami benda adalah ....

a.       4 m/s²                                                    d.    6 m/s²

b.      2 m/s²                                                    e.     8 m/s²

c.       10 m/s²

10.  Dari gambar grafik di bawah ini, jarak yang ditempuh benda selama 9 sekon adalah ....

a.       405 m                                                   d.    809,5 m

b.      202,5 m                                                e.     1120 m

c.       607,5 m

         v (m/s)

90

45

 

      0                    3                    6                     9               t(s)

11.  Pada gambar grafik soal no. 10, besarnya percepatan yang dialami benda adalah ....

a.       2,5 m/s²                                                 d.    10 m/s²

b.      5 m/s²                                                    e.     12,5 m/s²

c.       7,5 m/s²

12.  Sebuah benda bergerak lurus dipercepat beraturan dengan percepatan 4 m/s². Bila kecepatan awal benda 60 m/s, maka kecepatan benda pada saat 5 sekon adalah ....

a.       80 m/s                                                   d.    120 m/s

b.      100 m/s                                                 e.     140 m/s

c.       60 m/s

13.  Sebuah benda bergerak lurus berubah beraturan. Setelah bergerak selama 8 s, jarak yang ditempuh 400 m dan kecepatan benda pada saat itu 80 m/s. Kecepatan awal dan percepatan benda tersebut adalah ....

a.       v₀ = 40 m/s , a = 15 m/s²                       d.    v₀ = 10 m/s , a = 3 m/s²

b.      v₀ = 20 m/s , a = 7,5 m/s²                      e.     v₀ = 15 m/s , a = 6 m/s²

c.       v₀ = 80 m/s , a = 30 m/s²

14.  Kecepatan kereta api berkurang 50 m/s menjadi 20 m/s. Sepanjang jarak 1050 m. berapa jauh lagi kereta api bergerak sampai berhenti dan berapa lama waktu untuk menghentikannya?

a.       S = 400 m , t = 10 s                              d.    S = 800 m , t = 40 s

b.      S = 600 m , t = 8 s                                e.     S = 100 m , t = 5 s

c.       S = 200 m , t = 20 s

15.  Sebuah batu dijatuhkan dari ketinggian 80 m diatas tanah tanpa kecepatan awal. Jika percepatan grafitasi bumi 10 m/s², maka kecepatan yang ditempuh benda setelah sampai di tanah adalah ....

a.       10 m/s                                                   d.    60 m/s

b.      20 m/s                                                   e.     80 m/s

c.       40 m/s

16.  Sebuah peluru ditembakkan vertikal ke atas dengan kecepatan awal 19,6 m/s. Jika percepatan grafitasi bumi 9,8 m/s², maka lamanya peluru di udara adalah ....

a.       2 s                                                         d.    8 s

b.      4 s                                                         e.     10 s

c.       6 s

17.  Sebuah kelapa jatuh dari pohonnya, ternyata kecepatan kelapa sampai di tanah
30 m/s. Jika percepatan grafitasi bumi 10 m/s², maka ketinggian pohon adalah ....

a.       45 m                                                     d.    15 m

b.      35 m                                                     e.     5 m

c.       25 m

18.  Sebuah bola ditendang vertikal ke atas dengan kecepatan 20 m/s. Jika percepatan grafitasi bumi 10 m/s², maka tinggi maksimum yang dapat dicapai bola adalah ....

a.       30 m                                                     d.    40 m

b.      20 m                                                     e.     60 m

c.       10 m

19.  Untuk menentukan kedalaman suatu jurang sebuah batu dijatuhkan ke jurang, ternyata waktu yang diperlukan batu sampai di kaki jurang adalah 4 sekon. Jika percepatan grafitasi bumi 9,8 m/s², maka kedalaman jurang adalah ....

a.       39,2 m                                                  d.    156,8 m

b.      19,6 m                                                  e.     78,6 m

c.       58,8 m

20.  Benda jatuh bebas dari ketinggian 80 m, jika 9 = 10 m/s², maka waktu yang diperlukan benda untuk sampai di tanah adalah ....

a.       8 s                                                         d.    18 s

b.      4 s                                                         e.     10 s

c.       16 s