gerak lurus beraturan - glb

12
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 © 20082009 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.

Upload: faisal-budiman-daniar

Post on 25-Jun-2015

283 views

Category:

Documents


35 download

TRANSCRIPT

Page 1: Gerak Lurus Beraturan - GLB

SERI EBOOK GURUMUDA 

 

Alexander San Lohat | http://www.gurumuda.com  © 2008 ‐ 2009 

 

 

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.  

Page 2: Gerak Lurus Beraturan - GLB

SERI EBOOK GURUMUDA 

 

Alexander San Lohat | http://www.gurumuda.com  © 2008 ‐ 2009 

 

 

Contact Person 

Anda bisa menghubungi saya melalui beberapa jalur di bawah :  

Blog : http://www.gurumuda.com 

Email : [email protected] 

 

 

 

 

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 : 

[email protected] 

Terima kasih atas partisipasi anda 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 3: Gerak Lurus Beraturan - GLB

SERI EBOOK GURUMUDA 

 

Alexander San Lohat | http://www.gurumuda.com  © 2008 ‐ 2009 

 

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 ☺ 

 

 

 

 

 

 

 

Page 4: Gerak Lurus Beraturan - GLB

SERI EBOOK GURUMUDA 

 

Alexander San Lohat | http://www.gurumuda.com  © 2008 ‐ 2009 

 

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 

Page 5: Gerak Lurus Beraturan - GLB

SERI EBOOK GURUMUDA 

 

Alexander San Lohat | http://www.gurumuda.com  © 2008 ‐ 2009 

 

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 

Page 6: Gerak Lurus Beraturan - GLB

SERI EBOOK GURUMUDA 

 

Alexander San Lohat | http://www.gurumuda.com  © 2008 ‐ 2009 

 

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.  

Page 7: Gerak Lurus Beraturan - GLB

SERI EBOOK GURUMUDA 

 

Alexander San Lohat | http://www.gurumuda.com  © 2008 ‐ 2009 

 

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 ☺ 

Page 8: Gerak Lurus Beraturan - GLB

SERI EBOOK GURUMUDA 

 

Alexander San Lohat | http://www.gurumuda.com  © 2008 ‐ 2009 

 

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.  

 

 

Page 9: Gerak Lurus Beraturan - GLB

SERI EBOOK GURUMUDA 

 

Alexander San Lohat | http://www.gurumuda.com  © 2008 ‐ 2009 

 

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 : 

 

Page 10: Gerak Lurus Beraturan - GLB

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 ☺ 

 

 

Page 11: Gerak Lurus Beraturan - GLB

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.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 12: Gerak Lurus Beraturan - GLB

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