Gerak Lurus Berubah Beraturan (Glbb)
Suatu benda dikatakan melaksanakan gerak lurus berubah beraturan (GLBB) kalau percepatannya selalu konstan. Percepatan merupakan besaran vektor (besaran yang memiliki besar dan arah). Percepatan konstan berarti besar dan arah percepatan selalu konstan setiap saat. Walaupun besar percepatan suatu benda selalu konstan tetapi kalau arah percepatan selalu berubah maka percepatan benda tidak konstan. Demikian juga sebaliknya kalau arah percepatan suatu benda selalu konstan tetapi besar percepatan selalu berubah maka percepatan benda tidak konstan.
Karena arah percepatan benda selalu konstan maka benda niscaya 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 sanggup 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 dipakai ketika arah kecepatan = arah percepatan, sedangkan kata perlambatan dipakai ketika arah kecepatan dan percepatan berlawanan.
Contoh 1 : Besar percepatan konstan (kelajuan benda bertambah secara konstan)
Misalnya mula-mula kendaraan beroda empat diam. Setelah 1 detik, kendaraan beroda empat bergerak dengan kelajuan 2 m/s. Setelah 2 detik kendaraan beroda empat bergerak dengan kelajuan 4 m/s. Setelah 3 detik kendaraan beroda empat bergerak dengan kelajuan 6 m/s. Setelah 4 detik kendaraan beroda empat bergerak dengan kelajuan 8 m/s. Dan seterusnya… Tampak bahwa setiap detik kelajuan kendaraan beroda empat bertambah 2 m/s. Kita sanggup menyampaikan bahwa kendaraan beroda empat mengalami percepatan konstan sebesar 2 m/s per sekon = 2 m/s2.
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 sanggup menyampaikan bahwa benda mengalami perlambatan konstan sebesar 2 km/jam per sekon.
Perhatikan bahwa ketika dikatakan percepatan, maka yang dimaksudkan ialah percepatan sesaat. Demikian juga sebaliknya, ketika dikatakan percepatan sesaat, maka yang dimaksudkan ialah percepatan. Nah, dalam gerak lurus berubah beraturan (GLBB), percepatan benda selalu konstan setiap saat, karenanya percepatan benda sama dengan percepatan rata-ratanya. Makara besar percepatan = besar percepatan rata-rata. Demikian juga, arah percepatan = arah percepatan rata-rata.
Dalam kehidupan sehari-hari sangat sulit ditemukan benda yang melaksanakan gerak lurus berubah beraturan, di mana perubahan kecepatannya terjadi secara teratur, baik ketika hendak bergerak dari keadaan membisu maupun ketika hendak berhenti. walaupun demikian, banyak situasi simpel terjadi ketika percepatan konstan/tetap atau mendekati konstan, yaitu kalau percepatan tidak berubah terhadap waktu (ingat bahwa yang dimaksudkan di sini ialah percepatan tetap, bukan kecepatan).
Penurunan Rumus Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
Rumus dalam fisika sangat membantu kita dalam menjelaskan konsep fisika secara singkat dan praktis. Makara cobalah untuk menyayangi rumus, he2…. Dalam fisika, anda dihentikan menghafal rumus. Pahami saja konsepnya, maka anda akan mengetahui dan memahami cara penurunan rumus tersebut. Hafal rumus akan menciptakan kita cepat lupa dan sulit menuntaskan soal yang bervariasi….
Sekarang kita coba menurunkan rumus-rumus dalam Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB).
Pahami perlahan-lahan ya….
Pada klarifikasi di atas, telah disebutkan bahwa dalam GLBB, percepatan benda tetap atau konstan alias tidak berubah. (kalau di GLB, yang tetap ialah kecepatan). Nah, kalau percepatan benda tersebut tetap semenjak awal benda tersebut bergerak, maka kita sanggup menyampaikan 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 alasannya ialah baik percepatan awal maupun percepatan karenanya sama, di mana selisih antara percepatan awal dan selesai sama dengan nol.
Jika sudah paham, kini kita mulai menurunkan rumus-rumus alias persamaan-persamaan.
Pada pembahasan mengenai percepatan, kita telah menurunkan persamaan alias rumus percepatan rata-rata, di mana
t0 ialah waktu awal ketika benda hendak bergerak, t ialah waktu akhir. Karena pada ketika t0 benda belum bergerak maka kita sanggup menyampaikan t0 (waktu awal) = 0. Nah kini persamaan berkembang menjadi :
Satu problem umum dalam GLBB ialah memilih kecepatan sebuah benda pada waktu tertentu, kalau diketahui percepatannya (sekali lagi ingat bahwa percepatan tetap). Untuk itu, persamaan percepatan yang kita turunkan di atas sanggup dipakai untuk menyatakan persamaan yang menghubungkan kecepatan pada waktu tertentu (vt), kecepatan awal (v0) dan percepatan (a).
kini kita obok2 persamaan di atas…. Jika dibalik akan menjadi
Ini ialah salah satu persamaan penting dalam GLBB, untuk memilih kecepatan benda pada waktu tertentu apabila percepatannya diketahui. Jangan dihafal, pahami saja cara penurunannya dan rajin latihan soal agar semakin diingat….
Selanjutnya, mari kita kembangkan persamaan di atas (persamaan I GLBB) untuk mencari persamaan yang dipakai untuk menghitung posisi benda sesudah waktu t ketika benda tersebut mengalami percepatan tetap.
Pada pembahasan mengenai kecepatan, kita telah menurunkan persamaan kecepataan rata-rata
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 selesai :
Persamaan ini berlaku untuk percepatan konstan dan tidak berlaku untuk gerak yang percepatannya tidak konstan. Kita tulis kembali persamaan a :
Persamaan ini dipakai untuk memilih posisi suatu benda yang bergerak dengan percepatan tetap. Jika benda mulai bergerak pada titik contoh = 0 (atau x0 = 0), maka persamaan 2 sanggup ditulis menjadi
x = vot + ½ at2
Sekarang kita turunkan persamaan/rumus yang sanggup dipakai apabila t (waktu) tidak diketahui. Kita tulis lagi persamaan a :
Terdapat empat persamaan yang menghubungkan posisi, kecepatan, percepatan dan waktu, kalau percepatan (a) konstan, antara lain :
Persamaan di atas tidak berlaku kalau percepatan tidak konstan.
Contoh soal 1 :
Sebuah kendaraan beroda empat sedang bergerak dengan kecepatan 20 m/s ke utara mengalami percepatan tetap 4 m/s2 selama 2,5 sekon. Tentukan kecepatan akhirnya
Panduan balasan :
Pada soal, yang diketahui ialah kecepatan awal (v0) = 20 m/s, percepatan (a) = 4 m/s dan waktu tempuh (t) = 2,5 sekon. Karena yang diketahui ialah kecepatan awal, percepatan dan waktu tempuh dan yang ditanyakan ialah kecepatan akhir, maka kita memakai persamaan/rumus
Contoh soal 2 :
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 ialah 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 menyerupai itu, kau harus pake kebijaksanaan juga. Ada satu hal yang tersembunyi, yaitu kecepatan awal (v0). Sebelum bergerak, pesawat itu niscaya diam. Berarti v0 = 0.
Yang ditanyakan pada soal itu ialah panjang lintasan yang dilalui pesawat. Tulis dulu persamaannya (hal ini membantu kita untuk mengecek apa saja yang diharapkan untuk menuntaskan soal tersebut)
s = so + vot + ½ at2 Pada soal di atas, S0 = 0, alasannya ialah pesawat bergerak dari titik contoh nol. Karena semua telah diketahui maka kita eksklusif menghitung panjang lintasan yang ditempuh pesawat :
s = 0 + (0)(30 s) + ½ (2 m/s2)(30 s)2
s = … LanjuTkaN!
s = 900 m.
Contoh soal 3 :
Sebuah kendaraan beroda empat bergerak pada lintasan lurus dengan kecepatan 60 km/jam. alasannya ialah ada rintangan, sopir menginjak pedal rem sehingga kendaraan beroda empat menerima perlambatan (percepatan yang nilainya negatif) 8 m/s2. berapa jarak yang masih ditempuh kendaraan beroda empat sesudah pengereman dilakukan ?
Panduan balasan :
Untuk menuntaskan soal ini diharapkan ketelitian dan logika. Perhatikan bahwa yang ditanyakan ialah jarak yang masih ditempuh setelah pengereman dilakukan. Ini berarti sesudah pengereman, kendaraan beroda empat tersebut berhenti. dengan demikian kecepatan selesai kendaraan beroda empat (vt) = 0. alasannya ialah kita menghitung jarak sesudah pengereman, maka kecepatan awal (v0) kendaraan beroda empat = 60 km/jam (dikonversi terlebih dahulu menjadi m/s, 60 km/jam = 16,67 m/s ). perlambatan (percepatan yang bernilai negatif) yang dialami kendaraan beroda empat = -8 m/s2. alasannya ialah yang diketahui ialah vt, vo dan a, sedangkan yang ditanyakan ialah s (t tidak diketahui), maka kita memakai persamaan
Dengan demikian, jarak yang masih ditempuh kendaraan beroda empat sesudah pengereman sampai berhenti = 17,36 meter (yang ditanyakan ialah jarak(besaran skalar))
GRAFIK GLBB
Grafik percepatan terhadap waktu
Gerak lurus berubah beraturan ialah gerak lurus dengan percepatan tetap. Oleh alasannya ialah 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 contoh O(0,0), menyerupai pada gambar di bawah ini. Grafik ini berlaku apabila kecepatan awal (v0) = 0, atau dengan kata lain benda bergerak dari keadaan diam.
Kedua, kalau 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 berguru mengenai grafik menyerupai ini. Persamaan matematis y = mx + n menghasilkan grafik y terhadap x ( y sumbu tegak dan x sumbu datar) menyerupai 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 menyerupai dengan persamaan kecepatan GLBB v = v0 + at. Berdasarkan kemiripan ini, kalau kemiringan grafik y – x sama dengan m, maka kita sanggup menyampaikan 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
Contoh grafik kecepatan terhadap waktu (v-t) untuk perlambatan sanggup 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 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.
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
Panduan balasan :
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
v = 12 (2)2 + 16(2) + 6
v = 48 + 32 + 6
v = 86
Kecepatan sesaat pada t = 2 ialah 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.
Bagaimana...sudah ada pencerahan? katakan mulai dari kini FISIKA HARUS ASYIK, maka asing seketika itu juga FISIKA MEMANG ASYIK :) Semoga bermanfaat dan tetap semangat. BRAVO!!!
Baca juga:
Gerak Lurus
Kelajuan, Kecepatan, dan Percepatan
Gerak Lurus Beraturan (GLB)
Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
Gerak Jatuh Bebas (GJB) Sumber http://fisikamantabb.blogspot.com
0 Response to "Gerak Lurus Berubah Beraturan (Glbb)"
Posting Komentar