BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Mekanika merupakan bagian dari fisika yang membicarakan hubungan antara

gaya, materi, dan gerak. Metode matematika yang dapat menjelaskan tentang

gerak, khususnya memandang gerak tanpa melihat penyebabnya dalam mekanika

dikelompokkan dalam kinematika. Apabila penyebab gerak itu dapat dilihat, maka

dikelompokkan dalam dinamika.

Kinematika ini diberikan sebagai dasar kita untuk mempelajari konsep fisika

lebih lanjut utamanya yang berkaitan dengan gerak yang mengabaikan

penyebabnya.

Gerak lurus adalah salah satu pembahasan yang sangat menarik. Gerak lurus

juga merupakan hal yang sangat penting dalam fisika. Konsep gerak lurus ini

merupakan materi dasar dalam fisika. Konsep ini juga menjadi materi yang

fundamental. Selain itu, materi ini juga memberikan pengaruh yang besar dalam

penemuan ilmu pengetahuan dan teknologi.

1.2 Rumusan Masalah

1. Apakah yang dimaksud dengan gerak lurus?

2. Apakah yang dimaksud dengan gerak lurus beraturan dan gerak lurus

berubah beraturan?

3. Apa saja rumus-rumus gerak lurus beraturan dan gerak lurus berubah

beraturan?

4. Bagaimana cara menyelesaikan soal-soal dalam gerak lurus beraturan dan

gerak lurus berubah beraturan?

1.3 Tujuan

1. Untuk mengetahui pengertian gerak lurus

2. Untuk mengetahui pengertian gerak lurus beraturan dan gerak lurus berubah

beraturan

3. Untuk mengetahui rumus-rumus gerak lurus beraturan dan gerak lurus

berubah beraturan

4. Untuk mengetahui cara menyelesaikan soal-soal dalam gerak lurus

beraturan dan gerak lurus berubah beraturan

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Gerak Lurus

Gerak lurus merupakan peristiwa gerak benda yang memiliki lintasan

berupa garis lurus. Pengertian gerak lurus tidak bisa dipisahkan dengan

pengertian gerak. “Gerak adalah perubahan kedudukan suatu benda atau

partikel terhadap suatu acuan tertentu” (Azizah,2005:26). Acuan tersebut

dapat berupa acuan yang diam dan acuan yang bergerak. Gerak dengan acuan

diam biasa disebut dengan gerak nyata. Contoh gerak nyata adalah seseorang

yang diam di tepi jalan melihat sebuah mobil yang bergerak di jalan raya.

Maka dapat dikatakan mobil tersebut bergerak terhadap acuan orang yang

diam di tepi jalan. Sedangkan gerak dengan acuan yang bergerak biasa

disebut gerak semu (relatif). Contoh gerak semu (relatif) adalah seseorang

yang berada dalam mobil melihat sebuah motor menyalipnya, maka dapat

dikatakan bahwa motor tersebut bergerak terhadap acuan orang yang berada

dalam mobil tersebut.

2.2 Pembahasan Gerak Lurus

Pembahasan tentang fenomena gerak lurus memang sangat luas. Gerak

lurus ini dibahas melalui cabang ilmu yang bernama kinematika. Azizah

(2005:26) menyatakan bahwa “kinematika adalah ilmu yang mempelajari

benda tanpa mempedulikan penyebab timbulnya gerak”. Kinematika

membahas gerak dengan melihat kedudukan, jarak, kecepatan, dan

percepatan.

Salah satu aspek pembahasan kinematika adalah kedudukan. Azizah

(2005:27 ) menyatakan bahwa “kedudukan adalah letak suatu benda pada

waktu tertentu terhadap acuan tertentu”. Kedudukan biasanya dinyatakan

dalam arah dan nilai jarak terhadap acuan tertentu.

Besaran lain yang berhubungan dengan gerak lurus adalah jarak dan

perpindahan. Kedua besaran ini biasanya dianggap sama, tetapi keduanya

memiliki banyak perbedaan yang mencolok. Perbedaan itu terlihat melalui

pengertian keduanya. Jarak merupakan panjang lintasan yang telah ditempuh

benda selama bergerak. Jarak juga merupakan besaran skalar yang tidak

memperhitungkan posisi benda. Sedangkan perpindahan merupakan

perubahan posisi awal (S0) dan posisi akhir (St) suatu benda tanpa

memperhitungkan bentuk dan panjang lintasannya. Perpindahan juga

merupakan besaran vector yang memiliki besar dan arah.

Besaran lain yang sangat penting dalam gerak lurus adalah kecepatan.

Kecepatan adalah perubahan posisi benda tiap satuan waktu. Namun,

biasanya terjadi kerancuan antara kecepatan dan kelajuan. Keduanya sering

dikatakan sama, tetapi keduanya memiliki pengertian yang berbeda. Ludolph

(1984:184) menyatakan bahwa “kecepatan adalah besaran vektor yang

dinyatakan dengan nilai dan arah, sedangkan kelajuan adalah besaran skalar

yang hanya mempunyai nilai saja tanpa memperhitungkan arah”.

Besaran lain yang juga sangat penting dalam gerak adalah percepatan.

Percepatan biasanya dilambangkan dengan a. Percepatan adalah perubahan

kecepatan tiap satuan waktu.

Percepatan adalah besaran vektor. Percepatan memiliki arah dan nilai.

Percepatan bisa bernilai positif (+) maupun negatif (-) karena tergantung

besarnya kecepatan. Jika bernilai positif disebut percepatan, sedangkan

bernilai negatif jika perlambatan.

Ditinjau dari sudut pandang kinematika, gerak terdiri atas gerak lurus

beraturan (GLB) dan gerak lurus berubah beraturan (GLBB)

2.3 Gerak Lurus Beraturan (GLB)

“Gerak lurus beraturan adalah gerak suatu benda yang lintasannya lurus

dan tetap serta menempuh jarak yang sama untuk setiap waktu yang sama”

(Azizah,2005:28)

Pada gerak lurus beraturan kecepatan yang dimiliki benda tetap ( v = tetap)

sedangkan percepatannya sama dengan nol ( a = 0 ). Secara matematis,

persamaan gerak lurus beraturan adalah

s=v .t atau v= st

dimana : v = kecepatan (m/s)

                  s = jarak tempuh (m)

t = waktu tempuh (s)

Pada GLB kecepatan rata-ratanya sama dengan kecepatan sesaat ,sehingga

kecepatan sesaatnya

Misalkan t1= 0 sebagai waktu awal , t2=t sebagai waktu yang diperlukan , x1= x0

sebagai posisi awal dan x2= x sebagai posisi setelah waktu t , maka

Yang dapat ditulis menjadi

atau 

2.3.1 Grafik Gerak Lurus Beraturan ( GLB)

Jika kecepatan v yang bergerak dengan laju konstan selama selang waktu t

sekon, diilustrasikan dalam sebuah grafik v-t, akan diperoleh sebuah garis

lurus, tampak seperti di bawah ini :

Grafik hubungan v-t tersebut menunjukkan bahwa kecepatan benda selalu

tetap, tidak tergantung pada waktu, sehingga grafiknya merupakan garis lurus

yang sejajar dengan sumbu t (waktu). Berdasarkan gambar diatas, jarak

tempuh merupakan luasan yang dibatasi oleh grafik dengan sumbu t dalam

selang waktu tertentu.

Sementara itu, hubungan jarak yang ditempuh s dengan waktu t,

diilustrasikan dalam sebuah grafik s-t, sehingga diperoleh sebuah garis

diagonal ke atas, tampak seperti pada gambar di bawah ini :

Dari grafik hubungan s-t dapat dikatakan jarak yang ditempuh s benda

berbanding lurus dengan waktu tempuh t. Makin besar waktunya makin besar

jarak yang ditempuh. Berdasarkan gambar tersebut, grafik hubungan antara

jarak s terhadap waktu t secara matematis merupakan harga tan α , di mana α

adalah sudut antara garis grafik dengan sumbu t (waktu).

2.4 Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) adalah gerak suatu benda pada

lintasan lurus dengan kecepatan benda berubah secara beraturan dan

mengalami percepatan tetap setiap waktu” (Azizah,2005:30).

Pada gerak lurus berubah beraturan percepatan yang dimiliki benda

adalah tetap, sedangkan kecepatannya berubah beraturan.

Gerak lurus berubah beraturan ada dua macam yaitu :

1.      GLBB dipercepat

2.      GLBB diperlambat

Suatu benda dikatakan melakukan gerak lurus berubah beraturan

dipercepat apabila kecepatannya makin lama bertambah besar, sedangkan

sebuah benda dikatakan melakukan gerak lurus berubah beraturan

diperlambat apabila kecepatannya makin lama berkurang sehingga pada suatu

saat benda itu menjadi diam (berhenti bergerak).

2.4.1 Grafik Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

A. Grafik Gerak Lurus Berubah Beraturan Dipercepat

Grafik hubungan kelajuan v dengan waktu t, seperti dibawah ini :

Dari grafik di atas kita mempunyai persamaan :

Jika pada saat t1 = 0 benda telah memiliki kecepatan v0 dan pada saat t2 =

t benda memiliki kecepatan vt, maka persamaannya menjadi seperti berikut.

Keterangan : v0 = kecepatan awal (m/s)

vt = kecepatan akhir (m/s)

a = percepatan (m/s2)

t = waktu (s)

Selanjutnya grafik antara jarak s dan waktu t seperti gambar di bawah

ini:

Benda yang bergerak dengan percepatan tetap menunjukkan kecepatan

benda tersebut bertambah secara beraturan. Oleh karena itu, jika diketahui

kecepatan awal dan kecepatan akhir, maka kecepatan rata-rata benda sama

dengan separuh dari jumlah kecepatan awal dan kecepatan akhir.

Apabila s merupakan perpindahan yang ditempuh benda dalam interval

waktu (t), maka persamaan menjadi sebagai berikut.

Selanjutnya, untuk dapat menentukan kecepatan akhir sebuah benda yang

mengalami percepatan tetap pada jarak tertentu dari kedudukan awal tanpa

mempersoalkan selang waktunya,Anda dapat menghilangkan peubah t

dengan mensubstitusikan persamaan (diperoleh dari persamaan

) ke dalam persamaan

B. Grafik Gerak Lurus Berubah Beraturan Diperlambat

a<0 a<0;x= v0t-12

at 2

v0≠0

vt= v0-at

2.5 Aplikasi GLB dan GLBB

Gerak Vertikal ke Bawah.

Merupakan GLBB dipercepat dengan kecepatan awal vo.

Rumus GLBB : vt = vo + gt

y = vot + 12 gt2

vt2= vo2 + 2gy

Gerak Vertikal ke Atas.

Merupakan GLBB diperlambat dengan kecepatan awal vo.

Rumus GLBB : vt = vo - gt

y = vot - 12 gt2

vt2 = vo2 –2 gy

y = jarak yang ditempuh setelah t detik.

tnaik = vog = tturun =

vog

hmaks = v0

2

2 g

Syarat - syarat gerak vertikal ke atas yaitu :

a. Benda mencapai ketinggian maksimum jika vt = 0

b. Benda sampai di tanah jika y = 0

Gerak jatuh bebas

Gerak jatuh bebas ini merupakan gerak lurus berubah beraturan tanpa

kecepatan awal . Percepatan yang digunakan untuk benda jatuh bebas

adalah percepatan gravitasi (biasanya g = 9,8 m/det2) ( vo ), dimana

percepatannya disebabkan karena gaya tarik bumi dan disebut

percepatan grafitasi bumi ( g ).

Misal : Suatu benda dijatuhkan dari suatu ketinggian tertentu, maka :

Rumus GLBB :

vt = vo + g.t

karena vo = nol, maka vt = g.t

h = vo.t + ½ g.t²

karena vo = nol,

maka h = ½ g.t²

h = ½ vt.t

vt² = vo² + 2g.h, karena vo

= nol, maka vt= 2g.h

2.6 Contoh GLB dan GLBB dalam kehidupan sehari - hari

2.6.1 Contoh Gerak Lurus Beraturan dalam Kehidupan Sehari-hari

Mobil melaju lurus dengan speedometer menunjuk angka yang tetap

Pada ketinggian tertentu, gaya-gaya yang bekerja pada pesawat

berada dalam keseimbangan. Pada saat itu pesawat bergerak lurus

dengan kecepatan tetap dan kita di dalam pesawat merasa seolah-

olah pesawat diam.

Gerak jatuh penerjun. Penerjun terjun bebas tanpa membuka

parasutnya. Secara pendekatan kita dapat mengabaikan hambatan

angin yang bekerja pada penerjun, dan penerjun mengalami gerak

lurus beraturan dipercepat. Saat penerjun membuka payungnya, pada

ketinggian tertentu diatas tanah, gaya-gaya yang bekerja pada

penerjun dan parasutnya mencapai keseimbangan, dan penerjun

jatuh dengan kelajuan tetap.

2.6.2  Contoh Gerak Lurus Berubah Beraturan dalam Kehidupan Sehari-hari

Mobil dipercepat dengan menekan pedal gas. Jarak antara dua

kedudukan mobil  dalam selang waktu yang sama berkurang secara

tetap.

Mobil yang diperlambat dengan menekan pedal rem. Jarak antara

dua kedudukan mobil dalam selang waktu yang sama berkurang

secara tetap.

Gerak buah kelapa yang jatuh bebas dari tangkainya. Ini mirip

dengan dengan gerak bola biliar yang dijatuhkan. Jarak antar adua

kedudukan bola biliar yang berdekatan bertambah secara tetap.

Gerak anak kecil meluncur dari puncak seluncuran, yang mirip

dengan gerak bola yang meluncur dari puncak bidang miring.

Gerak batu yang dilempar vertical keatas. Pada saat batu naik

kecepatan batu berkurang secara tetap (gerak lurus diperlambat

beraturan), dan pada saat turun batu bergerak jatuh bebas (gerak

lurus dipercepat beraturan)

Gerak atlet terjun paying yang baru saja keluar dari pesawat terbang,

mirip dengan gerak bola yang dijatuhkan lurus ke bawah.

DAFTAR PUSTAKA

Daniel. 2004. Buku Ringkasan rumus & Konsep dasar pelajaran. Bandung: CV.

YRAMA WIDYA.

Indrawati. 2005. Fisika Dasar. Jember: UPT Perpustakaan Universitas Jember .

Lasmi, Ketut. 1998. Bimbingan Pemantapan Fisika. Bandung: CV. YRAMA

WIDYA.

Nufus, Nurhayati dan Furqon As, A. 2009. Fisika. Jakarta: Pusat Perbukuan,

Departemen Pendidikan Nasional.

Nurachmandani, Setya. 2009. Fisika 1. Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen

Pendidikan Nasional.

Purwanti, Endang. 2009. Fisika. Klaten: PT Intan Pariwara.

Sumarsono, Joko. 2009. Fisika. Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen

Pendidikan Nasional.

Sumarsono, Joko dan Damari, Sri. 2009. Fisika. Jakarta: Pusat Perbukuan,

Departemen Pendidikan Nasional.