gerak lurus beraturan - glb
Post on 25-Jun-2015
284 Views
Preview:
TRANSCRIPT
SERI EBOOK GURUMUDA
Alexander San Lohat | http://www.gurumuda.com © 2008 ‐ 2009
1
Gerak Lurus Beraturan
Edisi Kedua
Untuk SMA kelas X
(Telah disesuaikan dengan KTSP)
Penulis
Alexander san lohat
(san)
Lisensi Dokumen : Copyright © 2008‐2009 GuruMuda.Com Seluruh dokumen di GuruMuda.Com dapat digunakan dan disebarkan secara bebas untuk tujuan bukan komersial (nonprofit), dengan syarat tidak menghapus atau merubah atribut penulis dan pernyataan copyright yang disertakan dalam setiap dokumen. Tidak diperbolehkan melakukan penulisan ulang, kecuali mendapatkan ijin terlebih dahulu dari GuruMuda.Com.
SERI EBOOK GURUMUDA
Alexander San Lohat | http://www.gurumuda.com © 2008 ‐ 2009
2
Contact Person
Anda bisa menghubungi saya melalui beberapa jalur di bawah :
Blog : http://www.gurumuda.com
Email : info@gurumuda.com
Testimonial dan Saran
Apapun pendapat anda mengenai tulisan saya, silahkan memberikan testimonial atau saran konstruktif demi pengembangan ebook ini menjadi lebih baik. Testimonial atau saran yang bersifat membangun
dari anda bisa dikirim ke email berikut :
saran@gurumuda.com
Terima kasih atas partisipasi anda
SERI EBOOK GURUMUDA
Alexander San Lohat | http://www.gurumuda.com © 2008 ‐ 2009
3
Materi Pembelajaran :
Gerak Lurus Beraturan (GLB)
Tujuan Pembelajaran :
Kompetensi Dasar :
Menganalisis besaran fisika pada Gerak Lurus Beraturan (GLB)
Indikator :
1. Menganalisis besaran‐besaran fisika pada gerak dengan kecepatan konstan 2. Menganalisis grafik gerak lurus dengan kecepatan konstan
Tujuan pembelajaran di atas merupakan tuntutan dari Depdiknas RI dalam KTSP. Jadi dirimu harus mencapai Kompetensi dasar dan Indikator tersebut. Kalau tidak bisa, ntar dapat nilai merah :) alias tidak lulus. Nah, kali ini Gurumuda membimbing dirimu untuk bisa mencapai tujuan pembelajaran di atas.
Selamat Belajar ☺
SERI EBOOK GURUMUDA
Alexander San Lohat | http://www.gurumuda.com © 2008 ‐ 2009
4
Pengetahuan Prasyarat
Sebelum mempelajari materi Gerak Lurus Beraturan, terlebih dahulu kita pahami beberapa konsep dasar yang akan selalu digunakan dalam pembahasan mengenai Gerak Lurus Beraturan. Ini merupakan pengetahuan prasyarat, maksudnya kalau konsep tersebut tidak dipahami dengan baik dan benar maka ketika mempelajari materi Gerak Lurus Beraturan, dirimu akan kebingungan… langsung saja ya…
Titik Acuan
Apabila kita mengukur posisi, jarak (perpindahan) atau kelajuan (kecepatan) maka kita harus berpatokan pada suatu titik acuan. Misalnya begini… ketika gurumuda mengatakan Kota yogyakarta berjarak 1000 km. Bingung khan ? Kira‐kira jarak 1000 km diukur dari mana kak ? kalau diukur dari jakarta khan hasilnya pasti berbeda jika kita mengukur dari surabaya atau semarang. Apalagi diukur dari pontianak, medan atau kupang… Kalau gurumuda mengatakan kota yogyakarta berjarak 10 km dari magelang. Jelas khan informasinya ? dalam hal ini, kota magelang kita pakai sebagai titik acuan. Begitu…
Dalam ilmu fisika kita sering menggunakan sumbu koordinat untuk menyatakan titik acuan. Posisi di sebelah kanan titik asal (0) pada sumbu x memiliki koordinat x positif dan titik di sebelah kiri 0 memiliki koordinat x negatif. Posisi sepanjang sumbu y biasanya dianggap positif jika terletak di atas nol dan negatif bila terletak di bawah nol (ini hanya merupakan ketetapan).
Kedudukan
Kedudukan yang dimaksudkan di sini tidak sama dengan kata kedudukan yang digunakan dalam kehidupan sehari‐hari. “Ayah saya punya pangkat dan kedudukan”… bukan seperti ini. Arti “kedudukan” dalam fisika sedikit berbeda. Terus arti kedudukan dalam fisika itu apa ?
Dalam fisika, kedudukan menyatakan posisi atau letak suatu benda (atau manusia) pada suatu saat tertentu terhadap suatu titik acuan. Misalnya begini… sekarang dirimu berada di warnet. Kalau satu jam
SERI EBOOK GURUMUDA
Alexander San Lohat | http://www.gurumuda.com © 2008 ‐ 2009
5
kemudian dirimu pergi ke toko, maka kedudukanmu sudah berubah. Dalam fisika, biasanya kita menggambarkan kedudukan suatu benda atau manusia menggunakan koordinat kartesius.
Kedudukan suatu benda ditentukan oleh jaraknya terhadap titik acuan. Misalnya kita tetapkan titik 0 sebagai acuan. Jika kedudukan A berjarak 3 satuan di sebelah kanan 0 maka dikatakan kedudukan A = 3. Kedudukan B yang berjarak 3 di sebelah kiri 0 maka dikatakan kedudukan B = ‐3.
Jarak
Jarak merupakan panjang lintasan yang ditempuh oleh suatu benda dalam selang waktu tertentu. Jarak juga bisa menyatakan posisi suatu benda terhadap titik acuan tertentu. Contoh… Kos gurumuda berjarak 50 meter dari kampus III Universitas Sanata Dharma. Atau rumah saya berjarak 100 meter dari sekolah…
Jarak termasuk besaran skalar, di mana tidak bergantung pada arah dan nilainya selalu positif. Sebagai contoh… dari rumah, saya mengendarai sepeda motor menuju utara sejauh 100 meter, lalu kembali ke selatan sejauh 50 meter menuju rumah teman. Jika dihitung maka jarak tempuh saya = 150 meter. Jika digambarkan dalam koordinat kartesius maka akan tampak sebagai berikut :
Perpindahan
Berbeda dengan jarak, perpindahan termasuk besaran vektor sehingga arah juga berpengaruh. Kita pakai contoh di atas saja ya…. dari rumah, saya mengendarai sepeda motor menuju utara sejauh 100 meter, lalu kembali ke selatan sejauh 50 meter menuju rumah teman. Berapa perpindahan saya ? Jika dihitung maka perpindahan saya = 50 meter. Kok bisa ? ya iyalah, masa ya iya dong…. :) alasannya
SERI EBOOK GURUMUDA
Alexander San Lohat | http://www.gurumuda.com © 2008 ‐ 2009
6
karena kedudukan saya hanya sebesar 50 meter jika diukur dari titik acuan (rumah). Untuk memperjelas, perhatikan gambar di bawah…
Kalau saya terus bergerak menuju ke rumah, maka perpindahan saya = 0, karena kedudukan saya tetap alias tidak berubah (kedudukan awal = kedudukan akhir)
Kelajuan (v)
Sering dengar kata kelajuan atau laju ? sejauh ini apa yang anda ketahui tentang kelajuan atau laju ?
Dalam ilmu fisika, istilah laju/kelajuan menyatakan seberapa jauh sebuah benda berpindah selama selang waktu tertentu. Kelajuan merupakan salah satu besaran turunan yang tidak bergantung pada arah, sehingga kelajuan termasuk skalar. Misalnya begini... ketika saya mengatakan ”sepeda motor yang saya kendarai bergerak 60 km/jam”, maka yang saya maksudkan di sini adalah kelajuan. Saya tidak perlu arah untuk menyatakan kelajuan...
Kelajuan merupakan besaran skalar, sehingga arah tidak berpengaruh. Karena arah tidak berpengaruh maka kelajuan selalu bernilai positif.
Kecepatan (v)
Temannya kelajuan adalah kecepatan. Kalau kelajuan merupakan besaran skalar, sehingga arah tidak diperhitungkan, maka kecepatan merupakan besaran vektor, di mana arah turut mempengaruhi nilai kecepatan.
Misalnya jika ditetapkan arah ke timur sebagai arah positif maka nilai kecepatan gerak benda ke arah timur ditambahkan tanda + di depannya. Apabila ke arah barat, nilai kecepatan gerak benda ditambah tanda ‐ . Sebagai contoh, sebuah mobil bergerak 60 km/jam ke timur, maka dalam penulisannya cukup ditulis 60 km/jam. Apabila mobil bergerak 60 km/jam ke arah barat, kecepatan mobil tersebut cukup ditulis ‐60 km/jam.
SERI EBOOK GURUMUDA
Alexander San Lohat | http://www.gurumuda.com © 2008 ‐ 2009
7
Kecepatan Rata‐Rata
Kecepatan rata‐rata merupakan total perubahan kedudukan suatu benda selama selang waktu tertentu. Jika dinyatakan secara matematis, kecepatan rata‐rata suatu benda yang bergerak didefinisikan sebagai perpindahan yang ditempuh benda dibagi waktu tempuh.
Secara matematis ditulis :
hwaktutempunperpindaharataratakecepa =−tan
tsv
ΔΔ
= atau
tsv =
v = kecepatan, s = perpindahan dan t = waktu tempuh
Percepatan (a)
Misalnya sebuah mobil sedang dalam keadaan diam. Ketika mobil yang pada mulanya diam mulai bergerak dengan kecepatan tertentu, maka mobil tadi dikatakan mengalami percepatan. Percepatan = perubahan kecepatan. Ketika masih diam, kecepatan mobil = 0. Ketika bergerak, mobil memiliki kecepatan tertentu. Karena kecepatan mobil berubah dari diam (kecepatan = 0) menjadi bergerak (mobil memiliki kecepatan), maka mobil tersebut dikatakan mengalami percepatan. Apabila kecepatan mobil ditambah (kecepatan bertambah), maka mobil tersebut juga mengalami percepatan. Percepatan bernilai positif jika kecepatan mobil bertambah.
Kadang ada orang yang menggunakan kata ”perlambatan”. Perlambatan sama saja dengan percepatan yang bernilai negatif. Misalnya ketika mobil yang bergerak kencang direm sehingga kecepatannya berkurang, maka mobil tersebut dikatakan mengalami perlambatan. Kita juga bisa mengatakan mobil itu mengalami percepatan negatif. Atau ketika mobil yang sedang bergerak direm sampai berhenti, maka mobil tersebut mengalami perlambatan. Jadi kata perlambatan alias percepatan yang bernilai negatif digunakan apabila kecepatan mobil berkurang.
Sampai di sini, apakah dirimu bingung dengan penjelasan gurumuda ? Sekarang mari kita menuju ke peradaban baru ☺
SERI EBOOK GURUMUDA
Alexander San Lohat | http://www.gurumuda.com © 2008 ‐ 2009
8
Gerak Lurus Beraturan (GLB)
Ketika membaca tulisan “Gerak Lurus Beraturan”, apa yang muncul dalam benak anda ? mungkin anda memahami arti kata gerak, lurus atau beraturan. Tapi apa sesungguhnya arti dari “Gerak Lurus Beraturan” dalam ilmu fisika ?
Gerak lurus = gerakan pada lintasan lurus. Tapi jika ditambahkan kata “Beraturan”, maka maknanya sudah berbeda. Dirimu mungkin bisa mengartikannya sebagai gerak pada lintasan lurus yang terjadi secara teratur. Kira‐kira apa yang teratur ya ?
Ingat bahwa ketika sebuah benda bergerak, benda tersebut pasti memiliki kelajuan atau kecepatan. Ketika sebuah benda bergerak lurus dengan laju atau kecepatan tetap, maka benda tersebut dikatakan melakukan Gerak Lurus Beraturan. Jadi yang dimaksudkan oleh kata “beraturan” adalah kecepatan atau kelajuan gerak benda. Yang teratur adalah kecepatannya.
Karena pada Gerak Lurus Beraturan (GLB) kecepatan gerak benda tetap, maka kecepatan rata‐rata sama dengan kecepatan atau kelajuan sesaat. kok bisa ? ingat bahwa setiap saat kecepatan gerak benda tetap, baik kecepatan awal mapun kecepatan akhir. Karena kecepatan benda sama setiap saat, maka kecepatan awal juga sama dengan kecepatan akhir. Dengan demikian kecepatan rata‐rata benda juga sama dengan kecepatan sesaat.
Besaran Fisika dalam GLB
Ketika benda bergerak, maka beda pasti memiliki kecepatan. Dalam GLB, kecepatan benda selalu tetap. Dengan demikian, salah satu besaran fisika pada GLB adalah Kecepatan. Masih adakah besaran yang lain ?
Pada saat benda bergerak, kedudukan benda tersebut pasti berubah. Dengan kata lain, benda yang bergerak pasti menempuh jarak tertentu. Karena jarak merupakan besaran panjang, maka untuk saat ini kita sudah punya dua besaran fisika dalam GLB.
Setiap benda yang bergerak pasti membutuhkan waktu tempuh. Besaran ketiga adalah waktu.
SERI EBOOK GURUMUDA
Alexander San Lohat | http://www.gurumuda.com © 2008 ‐ 2009
9
Persamaan GLB
Dalam fisika, persamaan atau rumus merupakan kumpulan konsep‐konsep fisika yang dinyatakan secara matematis. Jika dirimu tidak memahami konsep dengan baik dan benar, maka dirimu akan kebingungan dengan rumus‐rumus. Sekarang mari kita turunkan rumus GLB.
Konsep inti Gerak Lurus Beraturan (GLB) adalah suatu benda melakukan gerakan pada lintasan lurus dengan kecepatan tetap. Karena kecepatan benda tetap, maka kecepatan akhir = kecepatan awal. Titik…. Ini konsep inti GLB.
Rumusnya ?
Pada GLB hanya ada rumus kecepatan. Masih ingat konsep kecepatan yang gurumuda jelaskan sebelumnya ? (coba baca konsep‐nya kembali… tuh di atas. gurumuda langsung menulis rumusnya di sini)
hWaktuTempunPerpindaharatarataKecepa =−tan
tsv
ΔΔ
= atau
tsv =
v = kecepatan, s = jarak dan t = waktu tempuh
Grafik GLB
Sebenarnya grafik tu untuk apa sich ? harus repot‐repot bikin bikin grafik‐lah… ;) fungsi grafik mirip rumus. Konsep fisika bisa dinyatakan secara matematika melalui rumus. nah, selain rumus, kita juga bisa menyatakan suatu konsep fisika melalui grafik (gambar). Hanya dengan membaca grafik, kita langsung paham maksudnya apa…
Ada beberapa grafik dalam GLB, antara lain :
SERI EBOOK GURUMUDA
Alexander San Lohat | http://www.gurumuda.com © 2008 ‐ 2009
10
Grafik Kecepatan terhadap Waktu (v‐t)
Coba pahami konsep di atas, dan berusaha untuk baca grafik ini… kalau anda paham konsep, maka anda bisa membaca grafik ini dengan mudah.
Grafik jarak atau perpindahan terhadap Waktu (s‐t)
Kok Cuma dua grafiknya ? Ya iyalah, khan besaran fisika dalam GLB khan Cuma 3. Grafik ini hanya mau menunjukan hubungan antara besaran Kecepatan dan Jarak (atau perpindahan) dengan waktu tempuh.
Selesai ☺
SERI EBOOK GURUMUDA
Alexander San Lohat | http://www.gurumuda.com © 2008 ‐ 2009
11
Contoh soal :
Kereta api Ladoya bergerak lurus beraturan pada rel lurus yogya‐bandung sejauh 5 km dalam selang waktu 5 menit. (a) Hitunglah kecepatan kereta (b) berapa lama kereta itu menempuh jarak 50 km ?
Panduan Jawaban :
(a) Pada soal di atas, diketahui perpindahan (s) = 5 km dan waktu tempuh (t) = 4 menit. Sebelum menghitung kecepatan, kita harus mengkonversi satuan sehingga sesuai dengan Sistem Internasional (SI). Terserah anda, mana yang ingin dikonversi, ubah menit ke jam atau km di ubah ke meter dan menit di ubah ke detik.
Misalnya yang di ubah adalah satuan menit, maka 4 menit = 0,07 jam.
Ingat bahwa pada GLB, kecepatan benda sama setiap saat, demikian juga dengan kecepatan rata‐rata.
v = s / t = 5 km / 0,07 jam = 75 km/jam
(b) Untuk menghitung waktu, persamaan kecepatan di atas dibalik
t = s / v = 50 km / 75 km/jam = 0,67 jam = 40 menit.
SERI EBOOK GURUMUDA
Alexander San Lohat | http://www.gurumuda.com © 2008 ‐ 2009
12
Referensi :
Giancoli, Douglas C., 2001, Fisika Jilid I (terjemahan), Jakarta : Penerbit Erlangga
Halliday dan Resnick, 1991, Fisika Jilid I, Terjemahan, Jakarta : Penerbit Erlangga
Tipler, P.A.,1998, Fisika untuk Sains dan Teknik–Jilid I (terjemahan), Jakarta : Penebit Erlangga
Young, Hugh D. & Freedman, Roger A., 2002, Fisika Universitas (terjemahan), Jakarta : Penerbit Erlangga
top related