Gerak

Gerak pada garis lurus

Gerak sering kita temui dalam kehidupan sehari-hari seperti mobil yang sedang melaju , orang berjalan, daun-daun bergoyang dan sebagainya.Untuk mempelajari gerak perlu dipelajari besaran- besaran gerak seperti posisi , perpindahan , kecepatan dan percepatan . Gerak yang lintasannya pada garis lurus disebut gerak lurus atau gerak satu dimensi.

Posisi menyatakan seberapa jauh letak suatu benda dari titik acuannya. Posisi bisa berharga positif maupun negatif.

Pada gambar diatas , contoh posisi benda A dan benda B pada sumbu koordinat dengan titik acuan  O .  Posisi benda A adalah    x_A = 3 m  dan  posisi benda B adalah  x_B = -2 m.

Perpindahan merupakan perubahan posisi benda dari posisi awalnya. Misalnya benda A posisi awalnya x₁ = 3 m dan posisi akhirnya x₂ = 1 m , maka perpindahannya adalah Δx = 1-3 = -2 m . Benda B posisi awalnya x₁ = -2 m dan posisi akhirnya x₂ = 1 m , maka perpindahannya adalah Δx = 1 – (-2) = 3 m. Secara umum jika posisi awal suatu benda adalah x₁ dan posisi akhir adalah x₂ ,maka perpindahannya adalah Δx = x₂-x₁

Perpindahan benda A ke arah kiri sejauh 2 m, yaitu Δx = x₂-x₁= 1-3 = -2 m

Perpindahan benda B ke arah kanan sejauh 3 m , yaitu Δx= x₂- x₁ = 1 – ( -2 ) = 3 m.

Jadi perpindahan menyatakan seberapa jauh jarak benda tersebut dari titik awalnya. Perpindahan berbeda dengan jarak total , untuk melihat perbedaannya bayangkan sebuah benda yang bergerak sejauh 10 m ke kanan dan kemudian berbalik ke arah kiri sejauh 3 m , maka perpindahannya 7 m ke arah kanan, sedangkan jarak totalnya 13 m.( Lihat Gambar)

Kecepatan menyatakan tentang seberapa cepat posisi sebuah benda berubah( melakukan perpindahan). Misalkan benda A dan benda B berpindah sejauh 10 m, bisa saja memerlukan waktu yang berbeda, mungkin benda A hanya memerlukan waktu 5 sekon sedangkan benda B memerlukan waktu 10 sekon.Kita katakan benda A lebih cepat dari benda B.

Kecepatan rata-rata didefinisikan sebagai :

Istilah laju dan kecepatan dibedakan,. laju merupakan bilangan positif , tidak terpengaruh oleh arah gerak, sedangkan kecepatan selain memiliki besar, juga memiliki arah( merupakan vektor). Perbedaan lainnya adalah bahwa laju rata-rata didefinisikan sebagai

Sebagai contoh, seseorang yang berjalan ke arah timur sejauh 100 m kemudian berbalik arah dan berjalan sejauh 30 m ke arah barat , maka perpindahannya adalah 70 m ke arah timur. Sedangkan jarak total yang ditempuh adalah 130 m.Misalkan perjalanan ini memerlukan waktu 100 sekon, maka kecepatan rata-ratanya adalah

sedangkan laju rata-ratanya adalah

Kecepatan sesaat didefinisikan sebagai kecepatan rata-rata dalam selang waktu yang sangat singkat mendekati nol .sehingga

Jika sebuah benda bergerak dengan kecepatan yang tetap , maka kecepatan sesaatnya pada setiap waktu sama dengan kecepatan rata- ratanya. Gerak yang demikian disebut” Gerak Lurus Beraturan(GLB).”

Percepatan menyatakan seberapa cepat kecepatan sebuah benda berubah.Jika benda A mengalami perubahan kecepatan lebih cepat dari benda B , maka dikatakan percepatan benda A lebih besar dari percepatan benda B. Percepatan rata-rata didefinisikan sebagai :

Percepatan selain mempunyai besar juga mempunyai arah( merupakan vetor). Percepatan sesaat didefinisikan sebagai percepatan rata-rata dalam selang waktu yang sangat singkat mendekati nol, sehingga

Sebagai contoh sebuah mobil mengalami percepatan dari keadaan diam sampai dengan kecepatan 108 km/jam dalam waktu 1 menit, maka besar percepatan rata-ratanya adalah

Hasil tersebut menunjukkan bahwa untuk setiap sekonnya kecepatan mobil berubah rata-rata sebesar 1,8 km/jam atau 0,5 m/s

Contoh :

Sebuah benda bergerak ke kanan dengan kecepatan awal 15 m/s dan dipercepat menjadi 45 m/s dalam waktu 10 sekon. Tentukan besar dan arah percepatan rata- ratanya.

Jawab : Karena v₁= 15 m/s , v₂= 45 m/s , dan Δt = 10 s , maka percepatan rata- ratanya adalah

karena percepatannya positif maka arah percepatan ke kanan.

Contoh :

Sebuah benda bergerak ke kanan dengan kecepatan awal 50 m/s dan diperlambat menjadi 30 m/s dalam waktu 5 sekon . Tentukan percepatan rata-ratanya.

Jawab : Percepatan rata-ratanya adalah

Karena percepatannya negatif , maka arah percepatannya ke kiri.( benda diperlambat)

Contoh :

Sebuah benda bergerak ke kiri dengan kecepatan awal -20 m/s dan dipercepat menjadi -30 m/s dalam waktu 2 sekon.

Tentukan percepatan rata-ratanya.

Karena percepatannya negatif , maka arah percepatannya ke kiri (benda dipercepat).

Contoh :

Sebuah benda bergerak kekiri dengan kecepatan awal -15 m/s dan diperlambat menjadi -5 m/s dalam waktu 2 sekon .

Tentukan percepatan rata-ratanya.

Karena percepatanya positif maka arah percepatannya ke kanan . ( benda diperlambat)

Pertanyaan kritis :

Ketika kamu sedang duduk di dalam kereta api yang sedang melaju, kamu melihat seolah-olah orang yang berdiri di pinggir rel bergerak ke belakang meninggalkan kamu. Siapakah yang sebenarnya bergerak , kamu atau orang yang sedang berdiri di   tepi rel.?

Apakah laju sesaat dan besar kecepatan sesaat sama?

Jika percepatan adalah nol, apakah kecepatannya juga nol.?

Jika percepatan adalah negatif, apakah berarti gerak diperlambat.?

Jika percepatan adalah positif , apakah berarti gerak dipercepat?

Arah kecepatan sebuah benda ke kanan , mungkinkah arah percepatannya ke kiri ?

Laju sebuah benda bertambah , mungkinkah percepatannya berkurang ?

Se   Sebuah benda bergerak dengan kecepatan tetap, apakah kecepatan rata-ratanya sama dengan kecepatan sesaat?

Benda pertama memiliki laju lebih besar dari benda kedua , apakah percepatan benda pertama juga lebih besar dari percepatan benda kedua?

sumber :tugasmu.com