1. Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) diartikan sebagai gerak benda dalam lintasan lurus
dengan percepatan tetap. Yang dimaksudkan dengan percepatan tetap adalah perubahan
kecepatan gerak benda yang berlangsung secara tetap dari waktu ke waktu. Mula-mula dari
keadaan diam, benda mulai bergerak, semakin lama semakin cepat dan kecepatan gerak benda
tersebut berubah secara teratur. Perubahan kecepatan bisa berarti tejadi pertambahan kecepatan
atau pengurangan kecepatan. Pengurangan kecepatan terjadi apabila benda akan berhenti. dalam
hal ini benda mengalami perlambatan tetap. Pada pembahasan ini kita tidak menggunakan istilah
perlambatan untuk benda yang mengalami pengurangan kecepatan secara teratur. Kita tetap
menamakannya percepatan, hanya nilainya negatif. Jadi perlambatan sama dengan percepatan
yang bernilai negatif.
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 tetap. Beda lho….).
Penurunan Rumus Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
Rumus dalam fisika sangat membantu kita dalam menjelaskan konsep fisika secara singkat dan
praktis. Jadi cobalah untuk mencintai rumus, he2…. Dalam fisika, anda tidak boleh menghafal
rumus. Pahami saja konsepnya, maka anda akan mengetahui dan memahami cara penurunan
rumus tersebut. Hafal rumus akan membuat kita cepat lupa dan sulit menyelesaikan soal yang
bervariasi….
Sekarang kita coba menurunkan rumus-rumus dalam Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB).
Pahami perlahan-lahan ya….
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. Bisa ya ? ingat 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/rumus percepatan
rata-rata, di mana
2. 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
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 II dapat
ditulis menjadi
Sekarang kita turunkan persamaan/rumus yang dapat digunakan apabila t (waktu) tidak
diketahui.
Sekarang kita subtitusikan persamaan ini dengan nilai t pada persamaan c
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/tetap. Ingat bahwa x menyatakan
posisi/kedudukan, bukan jarak dan ( x – x0 ) adalah perpindahan (s)
Latihan Soal
1. Sebuah mobil sedang bergerak dengan kecepatan 20 m/s ke utara mengalami percepatan tetap
4 m/s2 selama 2,5 sekon. Tentukan kecepatan akhirnya
3. 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
1. Sebuah pesawat terbang mulai bergerak dan dipercepat oleh mesinnya 2 m/s2 selama 30,0 s
sebelum tinggal landas. Berapa panjang lintasan yang dilalui pesawat selama itu ?
Panduan Jawaban
Yang diketahui adalah percepatan (a) = 2 m/s2 dan waktu tempuh 30,0 s. wah gawat, yang
diketahui Cuma dua…. Bingung, tolooooooooooooooooong dong ding dong… pake rumus yang
mana, PAKE RUMUS GAWAT DARURAT. He2……
Santai saja. Kalau ada soal seperti itu, kamu harus pake logika juga. Ada satu hal yang
tersembunyi, yaitu kecepatan awal (v0). Sebelum bergerak, pesawat itu pasti diam. Berarti v0 =
0.
Yang ditanyakan pada soal itu adalah panjang lintasan yang dilalui pesawat. Tulis dulu
persamaannya (hal ini membantu kita untuk mengecek apa saja yang dibutuhkan untuk
menyelesaikan soal tersebut)
Pada soal di atas, S0 = 0, karena pesawat bergerak dari titik acuan nol. Karena semua telah
diketahui maka kita langsung menghitung panjang lintasan yang ditempuh pesawat
Ternyata, panjang lintasan yang ditempuh pesawat adalah 900 m.
1. 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 ?
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, vo dan 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))
GRAFIK GLBB
4. 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
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.
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
matematis y = 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 grafik v-t sama dengan a.
Jadi kemiringan pada grafik kecepatan terhadap waktu (v-t) menyatakan nilai percepatan (a).
Grafik kecepatan terhadap waktu (v-t) untuk Perlambatan (Percepatan Negatif)
perlambatan atau percepatan negatif menyebabkan berkurangnya kecepatan. Contoh grafik
kecepatan terhadap waktu (v-t) untuk percepatan negatif dapat anda lihat pada gambar di bawah
ini.
Grafik Kedudukan Terhadap Waktu (x-t)
Persamaan kedudukan suatu benda pada GLBB telah kita turunkan pada awal pokok bahasan ini,
yakni
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.
5. Apabila percepatan bernilai negatif (a
pertanyaan piter :
Tolong kasih penjelan untuk soal ini yach,,he,,he,
1. x(t ) = 4t3 + 8t² + 6t – 5
a. Berapa kecepatan rata-rata pada t0.5 dan
t 2.5
b. Berapa kecepatan sesaat pada t 2
b. Berapa percepatannya ratanya,?
Terimakasih,,he,,he,,salam gbu
@ Jawaban :
a) Kecepatan rata-rata pada t = 0,5 dan t = 2,5
t1 = 0,5 dan t2 = 2,5
x1 = 4t3 + 8t² + 6t – 5
= 4(0,5)3 + 8(0,5)² + 6(0,5) – 5
= 4(0,125) + 8(0,25) + 6(0,5) – 5
= 0,5 + 2 + 3 – 5
= 0,5
x2 = 4t3 + 8t² + 6t – 5
= 4(2,5)3 + 8(2,5)² + 6(2,5) – 5
= 4(15,625) + 8(6,25) + 6(2,5) – 5
= 62,5 + 50 + 15 – 5
= 122,5
b) Kecepatan sesaat pada t = 2
v = 3(4t2) + 2(8t) + 6
v = 12t2 + 16t + 6
6. v = 12 (2)2 + 16(2) + 6
v = 48 + 32 + 6
v = 86
Kecepatan sesaat pada t = 2 adalah 86
c) Berapa percepatan rata-ratanya ?
v1 = 12t12 + 16t1 + 6
v2 = 12t22 + 16t2 + 6
De piter, t1 dan t2 berapa ?
Masukan saja nilai t1 dan t2 ke dalam persamaan v1 dan v2. Setelah itu cari arata-rata.