Pengertian, Rumus dan Contoh Soal

Pemahaman Gerak Lurus Seragam (GLB)

Suatu benda dikatakan bergerak lurus beraturan jika kecepatannya selalu konstan. Laju konstan artinya besaran kelajuan alias kelajuan dan arah kelajuan selalu konstan. Karena besaran kecepatan yaitu kelajuan dan arah kecepatan selalu tetap, maka dapat dikatakan bahwa suatu benda bergerak pada lintasan lurus dengan kelajuan konstan. Misalnya, sebuah mobil bergerak ke timur dengan kecepatan tetap 10 m/s. Ini berarti mobil bergerak ke timur sejauh 10 meter setiap detik. Karena kecepatannya konstan, setelah 2 detik mobil bergerak ke timur sejauh 20 meter, setelah 3 detik mobil bergerak ke timur sejauh 30 meter… dan seterusnya… bandingkan dengan gambar di samping.

Ketika sebuah benda bergerak dalam garis lurus, kecepatan benda sama dengan kecepatan rata-rata. Bagaimana itu bisa terjadi? ya. Dalam gerak bujursangkar beraturan (CLM), kecepatan benda selalu konstan. Kelajuan konstan artinya besaran kecepatan (laju = kelajuan) dan arah kecepatan selalu konstan. Besarnya kelajuan atau kelajuan benda adalah tetap atau selalu sama setiap waktunya, oleh karena itu besar kelajuan atau kelajuan harus sama dengan besarnya kelajuan rata-rata.

Karakteristik Gerak Lurus Beraturan (CLP)

Suatu benda dikatakan bergerak lurus jika memiliki ciri-ciri sebagai berikut:

• Di lintasan berupa garis lurus atau masih bisa dianggap garis lurus
• Pada kecepatan benda tetap atau konstan
• Tidak memiliki percepatan (a=0)
• Panjang lintasan yang ditempuh sama dengan luas grafik v-vs-t
• Pada kecepatan berbanding lurus dengan perpindahan dan berbanding terbalik dengan waktu.

Rumus Gerak Lurus Seragam (GLB)

Grafik sangat membantu kita menginterpretasikan sesuatu dengan mudah dan cepat. Untuk memudahkan kita menemukan hubungan antara kelajuan, perpindahan dan waktu tempuh, akan sangat berguna jika kita membuat grafik hubungan antara ketiga komponen tersebut.

Grafik kecepatan versus waktu (ft)

Kecepatan benda pada grafik di atas adalah 3 m/s. 1, 2, 3 dan seterusnya adalah waktu tempuh (satuan detik). Perhatikan bahwa meskipun waktu berubah dari 1 detik menjadi 5 detik, besarnya kecepatan benda selalu sama (ditunjukkan dengan garis lurus).

Bagaimana kita mengetahui besarnya perpindahan benda dari grafik di atas? Luas daerah yang diarsir pada grafik di atas sama dengan perpindahan benda. Nah, untuk mengetahui besarnya perpindahan, tinggal menghitung luas bayangannya. Tentu saja, satuan perpindahan adalah satuan panjang, bukan satuan luas.

Dari grafik di atas, v = 5 m/s, sedangkan t = 3 s. Jadi, besar perpindahan yang dilakukan benda = (5 m/sx 3 s) = 15 m. Cara lain untuk menghitung besarnya perpindahan adalah dengan menggunakan persamaan CAP. s = ft = 5 m/sx 3 s = 15 m.

Persamaan CAP yang kita gunakan untuk menghitung besarnya perpindahan di atas berlaku jika gerak benda memenuhi grafik. Grafik tersebut menunjukkan bahwa pada saat t = 0 s, maka v = 0. Artinya benda mula-mula diam, kemudian bergerak dengan kecepatan 5 m/s. Walaupun mungkin saja ketika kita pertama kali mengamati benda tersebut sudah dalam keadaan bergerak,

Untuk gerak lurus beraturan berlaku persamaan:

• v = kecepatan (m/s)
• s = perpindahan (m)
• t = waktu yang dibutuhkan (s)

Dari persamaan tersebut kita dapat mencari posisi suatu benda yang dirumuskan dengan:

Contoh masalah Gerak Lurus Seragam (GLB)

Sebuah mobil sedang bergerak di jalan raya. Pada jarak 5 kilometer dari pintu tol, mobil bergerak selama 20 menit dengan kecepatan tetap 90 km/jam. Mendefinisikan:

1. jarak yang ditempuh mobil tersebut dalam waktu 20 menit
2. posisi mobil dari gerbang jalan tol

Penyelesaian

• jarak awal s0 = 5 km
• kecepatan (v) = 90 km/jam
• waktu

A. jarak yang ditempuh mobil tersebut dalam waktu 20 menit

• s = f. t = (90 km/jam).(1/3 jam) = 30 km

B. posisi mobil dari gerbang jalan tol

• s = s0 + ft = 5 + 30 = 30 km

Catatan:

Ari berlari 60 meter dalam waktu 10 s. Seberapa cepat Andi berlari??

Penyelesaian:

• Diketahui: s = 60 m
• t = 10 detik

diminta:

Menjawab:

• v = s/t
• = 60 m/10 detik
• = 6ms-1
  Jadi, kecepatan Andi adalah 60 ms-1.

Pengertian Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) adalah gerak dengan percepatan konstan. Percepatan merupakan besaran vektor, sehingga terdiri dari besar percepatan dan arah percepatan. Jadi gerak lurus berubah beraturan adalah gerak dengan besar percepatan dan arah percepatan tetap. Arah percepatan tetap = arah kecepatan tetap = arah gerak tetap = benda bergerak lurus. Besarnya percepatan konstan berarti kelajuan alias kelajuan sering bertambah atau sering berkurang.

• Kecepatan meningkat secara teratur

Misalnya, sebuah benda awalnya diam. Satu detik kemudian benda bergerak dengan kecepatan 2 m/s. Dua detik kemudian benda bergerak dengan kecepatan 4 m/s. Tiga detik kemudian benda bergerak dengan kecepatan 6 m/s. Dan seterusnya… Tampaknya kecepatan benda bertambah 2 m/s setiap 1 detik. Benda dikatakan mengalami percepatan tetap sebesar 2 m/s per 1 detik atau 2 m/s per detik atau 2 m/s2.

• Kecepatan sering turun

Misalnya, sebuah benda awalnya bergerak dengan kecepatan 10 m/s. Satu detik kemudian, kecepatannya berkurang menjadi 9 m/s. Dua detik kemudian, kecepatannya berkurang menjadi 8 m/s. Tiga detik kemudian, kecepatannya berkurang menjadi 7 m/s. Dan seterusnya… Ternyata setiap 1 detik kecepatan benda berkurang 1 m/s. Benda dikatakan mengalami perlambatan konstan atau percepatan negatif sebesar 1 m/s per 1 detik atau 1 m/s per detik atau 1 m/s2.

• Rumus gerak bujursangkar yang dimodifikasi seragam

Ada tiga rumus GLBB, antara lain:

Grafik gerak lurus bergantian

Grafik percepatan-waktu dan grafik kecepatan-waktu dari sebuah benda yang bergerak lurus berubah secara beraturan dengan percepatan konstan sebesar 2 m/s2