MAKALAH FISIKA

GERAK LURUS BERUBAH BERATURAN DAN CONTOHNYA

      

   

 

OLEH :AGUNG PUJI WAHONO

TARNOJAKARIYA

M. ARIFUDINM. AJI S.

NUR HASANRENDY SAPUTRA

SMKN 1 LALAN DESA SUKA JADI KEC. LALAN – MUBA

TAHUN PELAJARAN 2014/2015

BAB I

PENDAHULUAN

A. Pendahuluan

Pada dasarnya sebuah kehidupan sehari-hari tidak lepas dari sebuah

peristiwa gerak lurus berubah beraturan, dan kita seolah-olah tidak menanggapinya

secara seksama dikarenakan tidak adanya sebuah kepentingan maupun

keuntungan. Dalam kehidupan sehari-hari juga kita sering melihat atau menemui

benda yang mengalami peristiwa gerak lurus berubah beraturan.

Menindaklanjuti tugas dari guru mata pelajaran fisika, kami sebagai siswa

secara konsisten harus segera merespon dengan sebuah tindakan yaitu dengan

menyusun sebuah makalah dari berbagai sumber. Meskipun pada dasarnya

makalah ini tidak dapat memenuhi target yang sesuai, dalam penyajiannya kurang

sempurna kami harap bimbingan maupun saran sangat kami tunggu, guna

perbaikan pada masa yang akan datang.

 

B. Tujuan Penulisan

Dalam penyusunan makalah yang berjudul “Gerak Lurus Berubah Beraturan” ini

adalah bertujuan sebagai berikut :

1 Memenuhi tugas pada Mata Pelajaran Fisika

2 Merealisasikan hasil terapan yang telah diberikan guru pada MATA pelajaran

Fisika Dasar di SMK Negeri 1 Lalan.

3 Menambah wawasan dalam ilmu pengetahuan, khususnya Fisika.

4 Menambah Pustaka Perpustakaan berupa Makalah sederhana di SMK Negeri 1

Lalan.

1

BAB II

PEMBAHASAN

A. Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

Suatu benda dikatakan melakukan gerak lurus berubah beraturan (GLBB)

jika percepatannya selalu konstan. Percepatan merupakan besaran vektor (besaran

yang mempunyai besar dan arah). Percepatan konstan berarti besar dan arah

percepatan selalu konstan setiap saat. Walaupun besar percepatan suatu benda

selalu konstan tetapi jika arah percepatan selalu berubah maka percepatan benda

tidak konstan. Demikian juga sebaliknya jika arah percepatan suatu benda selalu

konstan tetapi besar percepatan selalu berubah maka percepatan benda tidak

konstan.

Karena arah percepatan benda selalu konstan maka benda pasti bergerak

pada lintasan lurus. Arah percepatan konstan = arah kecepatan konstan = arah

gerakan benda konstan = arah gerakan benda tidak berubah = benda

bergerak lurus.Besar percepatan konstan bisa berarti kelajuan bertambah secara

konstan atau kelajuan berkurang secara konstan. Ketika kelajuan benda berkurang

secara konstan, kadang kita menyebutnya sebagai perlambatan konstan. Untuk

gerakan satu dimensi (gerakan pada lintasan lurus), kata percepatan digunakan

ketika arah kecepatan = arah percepatan, sedangkan kata perlambatan digunakan

ketika arah kecepatan dan percepatan berlawanan.

 

Contoh 1 : Besar percepatan konstan

(kelajuan benda bertambah secara konstan)

Misalnya mula-mula mobil diam. Setelah 1 detik, mobil bergerak dengan

kelajuan 2 m/s. Setelah 2 detik mobil bergerak dengan kelajuan 4 m/s. Setelah 3

detik mobil bergerak dengan kelajuan 6 m/s. Setelah 4 detik mobil bergerak

dengan kelajuan 8 m/s. Dan seterusnya… Tampak bahwa setiap detik kelajuan

mobil bertambah 2 m/s. Kita bisa mengatakan bahwa mobil mengalami percepatan

konstan sebesar 2 m/s per sekon = 2 m/s2.

 

2

Contoh 2 : Besar perlambatan konstan

(kelajuan benda berkurang secara konstan)

Misalnya mula-mula benda bergerak dengan kelajuan 10 km/jam. Setelah 1

detik, benda bergerak dengan kelajuan 8 km/jam. Setelah 2 detik benda bergerak

dengan kelajuan 6 km/jam. Setelah 3 detik benda bergerak dengan kelajuan 4

km/jam. Setelah 4 detik benda bergerak dengan kelajuan 2 km/jam. Setelah 5 detik

benda berhenti. Tampak bahwa setiap detik kelajuan benda berkurang 2 km/jam.

Kita bisa mengatakan bahwa benda mengalami perlambatan konstan sebesar 2

km/jam per sekon.

Perhatikan bahwa ketika dikatakan percepatan, maka yang dimaksudkan

adalah percepatan sesaat. Demikian juga sebaliknya, ketika dikatakan percepatan

sesaat, maka yang dimaksudkan adalahpercepatan. Nah, dalam gerak lurus

berubah beraturan (GLBB), percepatan benda selalu konstan setiap saat, karenanya

percepatan benda sama dengan percepatan rata-ratanya. Jadi besar percepatan =

besar percepatan rata-rata. Demikian juga, arah percepatan = arah percepatan rata-

rata.

Dalam kehidupan sehari-hari sangat sulit ditemukan benda yang melakukan

gerak lurus berubah beraturan, di mana perubahan kecepatannya terjadi secara

teratur, baik ketika hendak bergerak dari keadaan diam maupun ketika hendak

berhenti. walaupun demikian, banyak situasi praktis terjadi ketika percepatan

konstan/tetap atau mendekati konstan, yaitu jika percepatan tidak berubah terhadap

waktu (ingat bahwa yang dimaksudkan di sini adalah percepatan tetap, bukan

kecepatan).

3

B. Penurunan Rumus Gerak Lurus Berubah Beraturan

Pada penjelasan di atas, telah disebutkan bahwa dalam GLBB, percepatan

benda tetap atau konstan alias tidak berubah. (kalau di GLB, yang tetap adalah

kecepatan). Nah, kalau percepatan benda tersebut tetap sejak awal benda tersebut

bergerak, maka kita bisa mengatakan bahwa percepatan sesaat dan percepatan rata-

ratanya sama. Bahwa percepatan benda tersebut tetap setiap saat, dengan demikian

percepatan sesaatnya tetap. Percepatan rata-rata sama dengan percepatan sesaat

karena baik percepatan awal maupun percepatan akhirnya sama, di mana selisih

antara percepatan awal dan akhir sama dengan nol.

Jika sudah paham, sekarang kita mulai menurunkan rumus-rumus alias

persamaan-persamaan.

Pada pembahasan mengenai percepatan, kita telah menurunkan persamaan

alias rumus percepatan rata-rata, di mana t0 adalah waktu awal ketika benda

hendak bergerak, t adalah waktu akhir. Karena pada saat t0 benda belum bergerak

maka kita bisa mengatakan t0 (waktu awal) = 0. Nah sekarang persamaan berubah

menjadi :

Satu masalah umum dalam GLBB adalah menentukan kecepatan sebuah

benda pada waktu tertentu, jika diketahui percepatannya (sekali lagi ingat bahwa

percepatan tetap). Untuk itu, persamaan percepatan yang kita turunkan di atas

dapat digunakan untuk menyatakan persamaan yang menghubungkan kecepatan

pada waktu tertentu (vt), kecepatan awal (v0) dan percepatan (a). sekarang kita

obok2 persamaan di atas…. Jika dibalik akan menjadi

Ini adalah salah satu persamaan penting dalam GLBB, untuk menentukan

kecepatan benda pada waktu tertentu apabila percepatannya diketahui. Jangan

dihafal, pahami saja cara penurunannya dan rajin latihan soal biar semakin

diingat….

Selanjutnya, mari kita kembangkan persamaan di atas (persamaan I GLBB)

untuk mencari persamaan yang digunakan untuk menghitung posisi benda setelah

waktu t ketika benda tersebut mengalami percepatan tetap.

Pada pembahasan mengenai kecepatan, kita telah menurunkan persamaan

kecepataan rata-rata

4

Untuk mencari nilai x, persamaan di atas kita tulis ulang menjadi :

Karena pada GLBB kecepatan rata-rata bertambah secara beraturan, maka

kecepatan rata-rata akan berada di tengah-tengah antara kecepatan awal dan

kecepatan akhir :

Persamaan ini berlaku untuk percepatan konstan dan tidak berlaku untuk

gerak yang percepatannya tidak konstan. Kita tulis kembali persamaan a :

Persamaan ini digunakan untuk menentukan posisi suatu benda yang

bergerak dengan percepatan tetap. Jika benda mulai bergerak pada titik acuan =

0 (atau x0 = 0), maka persamaan 2 dapat ditulis menjadi

x = vot + ½ at2

Sekarang kita turunkan persamaan/rumus yang dapat digunakan apabila t

(waktu) tidak diketahui. Kita tulis lagi persamaan a :

Terdapat empat persamaan yang menghubungkan posisi, kecepatan,

percepatan dan waktu, jika percepatan (a) konstan, antara lain :

 Persamaan di atas tidak berlaku jika percepatan tidak konstan.

C. Contoh Soal

Contoh soal 1 :

Sebuah mobil sedang bergerak dengan kecepatan 20 m/s ke utara mengalami

percepatan tetap 4 m/s2selama 2,5 sekon. Tentukan kecepatan akhirnya

Panduan jawaban :

Pada soal, yang diketahui adalah kecepatan awal (v0) = 20 m/s, percepatan (a) = 4

m/s dan waktu tempuh (t) = 2,5 sekon. Karena yang diketahui adalah kecepatan

awal, percepatan dan waktu tempuh dan yang ditanyakan adalah kecepatan akhir,

maka kita menggunakan persamaan/rumus

Contoh soal 2 :

Sebuah mobil bergerak pada lintasan lurus dengan kecepatan 60 km/jam. karena

ada rintangan, sopir menginjak pedal rem sehingga mobil mendapat perlambatan

(percepatan yang nilainya negatif) 8 m/s2. berapa jarak yang masih ditempuh

mobil setelah pengereman dilakukan ?

5

Panduan jawaban :

Untuk menyelesaikan soal ini dibutuhkan ketelitian dan logika. Perhatikan bahwa

yang ditanyakan adalah jarak yang masih ditempuh setelah

pengereman dilakukan. Ini berarti setelah pengereman, mobil tersebut berhenti.

dengan demikian kecepatan akhir mobil (vt) = 0. karena kita menghitung jarak

setelah pengereman, maka kecepatan awal (v0) mobil = 60 km/jam (dikonversi

terlebih dahulu menjadi m/s, 60 km/jam = 16,67 m/s). perlambatan (percepatan

yang bernilai negatif) yang dialami mobil = -8 m/s2. karena yang diketahui

adalah vt, vodan a, sedangkan yang ditanyakan adalah s (t tidak diketahui), maka

kita menggunakan persamaan

 Dengan demikian, jarak yang masih ditempuh mobil setelah pengereman hingga

berhenti = 17,36 meter (yang ditanyakan adalah jarak(besaran skalar))

 

D. GRAFIK GLBB

Grafik percepatan terhadap waktu

Gerak lurus berubah beraturan adalah gerak lurus dengan percepatan tetap. Oleh

karena itu, grafik percepatan terhadap waktu (a-t) berbentuk garis lurus horisontal,

yang sejajar dengan sumbuh t. lihat grafik a – t di bawah

Gambar grafik Gerak Lurus Beraturan

Grafik kecepatan terhadap waktu (v-t) untuk Percepatan Positif

Grafik kecepatan terhadap waktu (v-t), dapat dikelompokkan menjadi dua

bagian. Pertama, grafiknya berbentuk garis lurus miring ke atas melalui titik acuan

O(0,0), seperti pada gambar di bawah ini. Grafik ini berlaku apabila kecepatan

awal (v0) = 0, atau dengan kata lain benda bergerak dari keadaan diam.

 

6

Kedua, jika kecepatan awal (v0) tidak nol, grafik v-t tetap berbentuk garis lurus

miring ke atas, tetapi untuk t = 0, grafik dimulai dari v0. lihat gambar di bawah

 

Nilai apa yang diwakili oleh garis miring pada grafik tersebut ?

Pada pelajaran matematika SMP, kita sudah belajar mengenai grafik seperti ini.

Persamaan matematisy = mx + n menghasilkan grafik y terhadap x ( y sumbu

tegak dan x sumbu datar) seperti pada gambar di bawah.

 

Kemiringan grafik (gradien) yaitu tangen sudut terhadap sumbu x positif sama

dengan nilai m dalam persamaan y = n + m x.

Persamaan y = n + mx mirip dengan persamaan kecepatan GLBB v = v0 +

at. Berdasarkan kemiripan ini, jika kemiringan grafik y – x sama dengan m, maka

kita dapat mengatakan bahwa kemiringan grafikv-t sama dengan a.

 

Jadi kemiringan pada grafik kecepatan terhadap waktu (v-t) menyatakan nilai

percepatan (a).

Grafik GLB Dipercepat

Grafik kecepatan terhadap waktu (v-t) untuk Perlambatan

Contoh grafik kecepatan terhadap waktu (v-t) untuk perlambatan dapat anda lihat

pada gambar di bawah ini.

7

Grafik Kedudukan Terhadap Waktu (x-t)

Persamaan kedudukan suatu benda pada GLBB telah kita turunkan pada awal

pokok bahasan ini, yakni x = xo + vot + ½ at2

Kedudukan (x) merupakan fungsi kuadrat dalam t. dengan demikian, grafik x – t

berbentuk parabola. Untuk nilai percepatan positif (a > 0), grafik x – t berbentuk

parabola terbuka ke atas, sebagaimana tampak pada gambar di bawah ini.

 

Apabila percepatan bernilai negatif (a < 0), di mana benda mengalami

perlambatan, grafik x – t akan berbentuk parabola terbuka ke bawah.

8

BAB III

P E N U T U P

 

A. Kesimpulan

Suatu benda melakukan gerak lurus berubah beraturan (GLBB) jika

percepatannya selalu konstan. Dimana percepatan merupakan besaran vektor

(besaran yang mempunyai besar dan arah). Percepatan konstan berarti besar dan

arah percepatan selalu konstan setiap saat.

Karena arah percepatan benda selalu konstan maka benda pasti bergerak

pada lintasan lurus. Arah percepatan konstan = arah kecepatan konstan = arah

gerakan benda konstan = arah gerakan benda tidak berubah = benda bergerak

lurus. Besar percepatan konstan bisa berarti kelajuan bertambah secara konstan

atau kelajuan berkurang secara konstan. Kata percepatan digunakan ketika arah

kecepatan = arah percepatan, sedangkan kata perlambatan digunakan ketika arah

kecepatan dan percepatan berlawanan.

 

 

B. Saran

Demikian makalah ini kami susun dengan harapan bisa bermanfaat bagi

semua. Adapun harapan dari kami adalah adanya saran maupun kritik yang dapat

membagun bagi penyusun untuk pembuatan tugas yang selanjutnya. Mudah-

mudahan makalah ini juga bisa dijadikan bahan pustaka bagi kampus kita yang

tercinta ini.

 

9

DAFTAR PUSTAKA

 

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.

10