Gerak Jatuh Bebas

Dalam kehidupan sehari-hari, anda mungkin pernah melihat jatuhnya sebuah benda dari suatu ketinggian tertentu tanpa kecepatan awal, misalnya buah kelapa tua yang jatuh dari pohonnya. Gerak jatuhnya suatu benda dari suatu ketinggian tanpa kecepatan awal inilah yang disebut dengan gerak jatuh bebas. Pada gerak jatuh tanpa kecepatan awal ini, benda mengalami percepatan gravitasi bumi (g), sehingga makin dekat dengan permukaan bumi, gerakan benda akan semakin cepat. Adapun ilustrasinya dapat dilihat seperti ilustrasi berikut 

 

Pada ilustrasi di atas tampak sebuah bola yang dijatuhkan dari ketinggian tertentu h tanpa kecepatan awal (Vo = 0). Gerak jatuh bebas merupakan GLBB, oleh karena itu, persamaan dalam GLBB masih tepat berlaku, hanya saja, percepatan (a) diganti dengan percepatan gravitasi bumi (g) 

Oleh karena pada gerak jatuh bebas tidak ada kecepatan awal (Vo = 0), maka persamaan gerak di atas akan menjadi seperti berikut 

Kelas VII | Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

Coba kamu perhatikan apabila sebuah sepeda motor bergerak menuruni sebuah bukit, bagaimanakah kecepatannya? Tentu saja kecepatannya semakin bertambah besar. Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak benda pada lintasan lurus dengan kecepatannya berubah secara teratur tiap detik. Kamu tentunya masih ingat bahwa perubahan kecepatan tiap detik adalah percepatan. Dengan demikian, pada GLBB benda mengalami percepatan secara teratur atau tetap. Hubungan antara besar kecepatan (v) dengan waktu (t) pada gerak lurus berubah beraturan (GLBB) ditunjukkan pada grafik di bawah ini.

Jika vo menyatakan kelajuan benda mula-mula (t = 0) dan vo menyatakan kelajuan benda pada waktu t, maka kelajuan rata-rata benda (v) dapat dituliskan berikut ini.

s menyatakan jarak yang ditempuh benda yang bergerak dengan percepatan tetap a selama waktu t dari kedudukannya mula-mula.

Grafik Hubungan pada GLBB

a. Grafik hubungan antara jarak (s) terhadap waktu (t)

b. Grafik hubungan kecepatan (v) terhadap waktu (t)

c. Grafik hubungan percepatan (a) terhadap waktu (t)

Latihan Yuk!!

1. Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan 72 km/jam direm sehingga kecepatannya berkurang secara teratur menjadi 18 km/jam dalam waktu 5 detik. Berapa jarak yang ditempuh selama detik ke-5?
2. Sebuah benda yang mula-mula diam diberi gaya F sehingga kecepatannya menjadi 10 m/s dan jarak yang ditempuh 15 meter. Hitung lama waktu benda tersebut diberi gaya F!

Penerapan GLB dan GLBB dalam Kehidupan Sehari-hari

Gerak suatu benda dapat diselidiki menggunakan pewaktu ketik (ticker timer). Alat ini dilengkapi dengan pemukul getar dengan frekuensi listrik PLN 50 Hz atau sebanyak 50 kali ketikan dalam satu detik. Hal ini berarti satu ketikan memerlukan waktu 0,02 detik. Alat ini juga dilengkapi dengan troli (kereta dinamik), papan luncur, dan pita rekaman.

Jenis gerakan benda dapat dilihat dari pita rekaman. Benda bergerak lurus beraturan (GLB) akan menghasilkan tanda ketikan yang jaraknya selalu sama dalam selang waktu tertentu. Benda yang dipercepat akan menghasilkan tanda ketikan yang jaraknya semakin besar dan perubahannya secara teratur, sebaliknya apabila dihasilkan tanda ketikan semakin kecil berarti benda melakukan gerak diperlambat.

jarak antar ketikan sama besar (GLB)

jarak antar ketikan semakin renggang (GLBB dipercepat)

 jarak antar ketikan semakin rapat (GLBB diperlambat)

Benda-benda di alam semesta banyak melakukan gerak lurus beraturan, seperti gerak planet-planet mengelilingi matahari. Penerapan GLBB di antaranya adalah sebagai berikut.

1. Kelapa yang jatuh dari pohonnya
2. Benda jatuh bebas.
3. Gerak seorang penerjun payung.
4. Gerak mobil dalam balapan mobil.
5. Gerak sebutir peluru yang ditembakkan oleh pemburu.

 

LKS

Tujuan

Menentukan percepatan benda

Alat dan bahan

• Ticker timer
• Pita ketik
• Power supply
• Kertas karbon
• Trolly/kereta dinamika
• Gunting
• Bidang luncur
• Kertas grafik

Langkah kerja

1. Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2. Rangkailah alat sepeti pada gambar berikut
3. Masukkan ujung pita ke ticker timer.
4. Tempelkan ujung yang lain pita tersebut pada trolly.
5. Hubungkan ticker timer pada power supply.
6. Lepaskan trolly sehingga meluncur ke bawah
7. Ambil pita dan potong setiap 10 titik hasil ketikan.
8. Tempelkan hasil potongan pita pada kertas grafik.
9. Hubungkan titik titik teratas dari tiap-tiap potongan pita.
10. Ukur perubahan kecepatan (Δv). Hitung percepatan (a) dengan membagi perubahan kecepatan (Δv) dengan selang waktu (Δt).
11. Ulangi percobaan tersebut sebanyak 5 kali.
12. Buatlah kesimpulan percobaan, kemudian susunlah laporan hasil kegiatan.

Gerak Lurus Beraturan (GLB)

Gerak Lurus

Pernahkah kamu mengamati bagaimana jalannya kereta api? Lintasannya lurus, parabola atau lingkaran? Gerak suatu benda dalam lintasan lurus disebut gerak lurus. Buah kelapa yang jatuh dari pohonnya adalah contoh gerak lurus. Gerak bumi mengelilingi matahari merupakan gerak dengan kecepatan tetap dengan waktu tempuh satu tahun. Menurut bentuk lintasannya, gerak lurus dibagi menjadi gerak lurus beraturan dan gerak lurus berubah beraturan.

Gerak Lurus Beraturan (GLB)

Benda yang bergerak dengan kecepatan tetap dikatakan melakukan gerak lurus beraturan. Jadi, syarat benda bergerak lurus beraturan apabila gerak benda menempuh lintasan lurus dan kelajuan benda tidak berubah. Pada gerak lurus beraturan, benda menempuh jarak yang sama dalam selang waktu yang sama pula. Sebagai contoh, mobil yang melaju menempuh jarak 2 meter dalam waktu 1 detik, maka satu detik berikutnya menempuh jarak 2 meter lagi, begitu seterusnya. Dengan kata lain, perbandingan jarak dengan selang waktu selalu konstan atau kecepatannya konstan. Pada gerak lurus beraturan (GLB) kelajuan dan kecepatan hampir sulit dibedakan karena lintasannya yang lurus menyebabkan jarak dan perpindahan yang ditempuh besarnya sama. Persamaan GLB, secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut.

Keterangan:

v = kecepatan (m/s)

s = perpindahan (m)

t = waktu (s)

Secara grafik dapat digambarkan sebagai berikut

Jika benda sudah memiliki jarak tertentu terhadap acuan, maka

dengan s0 = kedudukan benda pada t = 0(kedudukan awal) Kecepatan gerak benda pada GLB adalah tetap. Seperti terlihat pada grafik di bawah, benda bergerak dengan kecepatan tetap v m/s. Selama t sekon maka jarak yang ditempuh adalah s = v x t. Jarak yang ditempuh benda tersebut dalam suatu grafik v – t pada GLB adalah sama dengan luas daerah yang diarsir.

Latihan Yuk!!

1. Bus Trans Jakarta melaju dengan kecepatan konstan 108 km/jam selama 2 jam. Tentukan jarak yang ditempuhnya!
2. Pesawat tempur F-16 melintas di udara dengan kecepatan tetap 216 km/jam, menempuh jarak 500 meter. Berapakah waktu yang dibutuhkannya?
3. Dua buah mobil A dan B mula-mula terpisah sejauh 500 m, bergerak dengan kecepatan konstan masing-masing 20 m/s dan 30 m/s. Hitung kapan dan di mana mobil A berpapasan! 

 LKS GLB

Tujuan

Menentukan kecepatan benda

Alat dan bahan

• Ticker timer
• Pita ketik
• Power supply
• Kertas karbon
• Trolly/kereta dinamika bermotor
• Gunting
• Bidang luncur
• Kertas grafik

Langkah kerja

1. Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2. Rangkailah alat sepeti pada gambar berikut
3. Masukkan ujung pita ke ticker timer.
4. Tempelkan ujung yang lain pita tersebut pada trolly.
5. Hubungkan ticker timer pada power supply.
6. Lepaskan trolly sehingga meluncur ke bawah
7. Ambil pita dan potong setiap 10 titik hasil ketikan.
8. Tempelkan hasil potongan pita pada kertas grafik.
9. Hubungkan titik titik teratas dari tiap-tiap potongan pita.
10. Ukur perubahan jarak (Δs). Hitung kecepatan (v) dengan membagi perubahan jarak (Δs dengan selang waktu (Δt).
11. Ulangi percobaan tersebut sebanyak 5 kali.
12. Buatlah kesimpulan percobaan, kemudian susunlah laporan hasil kegiatan.

Percepatan

Pengertian Percepatan

Suatu benda akan mengalami percepatan apabila benda tersebut bergerak dengan kecepatan yang tidak konstan dalam selang waktu tertentu. Misalnya, ada sepeda yang bergerak menuruni sebuah bukit memiliki suatu kecepatan yang semakin lama semakin bertambah selama geraknya. Gerak sepeda tersebut dikatakan dipercepat. Jadi percepatan adalah kecepatan tiap satuan waktu. Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut.

Keterangan:

a = percepatan (m/s^2)

delta v = kecepatan (m/s)

delta t = waktu (s)

Percepatan merupakan besaran vektor. Percepatan dapat bernilai positif (+a) dan bernilai negatif (-a) bergantung pada arah perpindahan dari gerak tersebut. Percepatan yang bernilai negatif (-a) sering disebut dengan perlambatan. Pada kasus perlambatan, kecepatan v dan percepatan a mempunyai arah yang berlawanan. Berbeda dengan percepatan, percepatan rata-rata didefinisikan sebagai perubahan kecepatan terhadap selang

Percepatan rata-rata memiliki nilai dan arah. Percepatan rata-rata dapat dituliskan sebagai berikut.

Keterangan:

delta v = perubahan kecepatan (m/s)

delta t = perubahan waktu (s)

a = percepatan rata-rata (m/s^2)

Pengetahuan Umum

Kecepatan sebuah sepeda motor tidak konstan. Ketika melewati jalan yang menurun, sepeda motor akan bergerak dengan cepat. Sebaliknya, ketika tiba-tiba lampu lalu lintas menyala merah, tentu kita akan memperlambat kecepatan kendaraan kita. Kecepatan pada saat tertentu dinamakan kecepatan sesaat. Besarnya kecepatan sesaat di sebut kelajuan sesaat. Pada kendaraan bermotor, kelajuan sesaat dapat kita lihat pada speedometer. Jadi, speedometer merupakan alat untuk menunjukkan kelajuan sesaat.

Latihan Yuk!!

1. Seorang polisi mempercepat motornya untuk mengejar penjahat dari keadaan berhenti hingga kecepatannya menjadi 30 m/s dalam selang waktu 3 detik. Hitunglah percepatan motornya!
2. Sebuah bus Semarang—Solo bergerak dengan kecepatan 72 km/jam. Ketika mendekati sebuah perempatan lampu traffic light, sang sopir melihat perubahan warna lampu dari warna hijau, kuning, dan akhirnya merah. Jika perlambatan maksimal bus 4 m/s2, hitunglah waktu bus untuk berhenti agar tidak melewati batas lampu traffic light di depannya!