Dokumen tersebut merangkum besaran-besaran fisis yang terkait dengan gerak lurus, termasuk posisi, jarak, perpindahan, kecepatan, dan percepatan. Juga dijelaskan perbedaan antara gerak lurus beraturan dengan kecepatan tetap dan gerak lurus dengan percepatan konstan."

1. “MODUL PEMBELAJARAN”
BESARAN-BESARAN FISIS PADA GERAK LURUS
Disusun Guna Memenuhi Tugas Mata Kuliah Fisika Sekolah 1
Disusun Oleh :
Sri Muryanti 4201412048
Annisa Rahma Fauzia 4201412099
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
TAHUN AJARAN 2014/2015
x
x0
t
Θ Gradien tan θ =v
a>0
a<0
x
t

2. Kompetensi Inti :
3. Memahami, menerapkan, menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, prosedural
berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan
humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban
terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada
bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan
masalah.
4. Mengolah, menalar, menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait dengan
pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri dan mampu
menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan.
Kompetensi Dasar :
3.3. Menganalisis besaran-besaran fisis pada gerak lurus dengan kecepatan konstan dan gerak
lurus dengan percepatan konstan.
4.3. Menyajikan data dan grafik hasil percobaan untuk menyelidiki sifat gerak benda yang
bergerak lurus dengan kecepatan konstan dan gerak lurus dengan percepatan konstan.
Indikator :
1. Mendefinisikan pengertian gerak.
2. Menyebutkan besaran-besaran fisis pada gerak lurus.
3. Membedakan antara jarak dan perpindahan.
4. Membedakan kelajuan dan kecepatan.
5. Mengidentifikasi ciri-ciri gerak lurus dengan kecepatan konstan.
6. Menurunkan persamaan untuk gerak lurus dengan kecepatan konstan.
7. Menggambarkan grafik v-t dan grafik x-t pada gerak lurus dengan kecepatan konstan.
8. Mengidentifikasi ciri-ciri gerak lurus dengan percepatan konstan.
9. Menurunkan persamaan untuk gerak lurus dengan percepatan konstan.
10. Menggambarkan grafik a-t, v-t dan grafik x-t pada gerak lurus dengan percepatan
konstan.

3. PETA KONSEP
Percepatan Sesaat
Kecepatan Sesaat Percepatan Rata-Rata Kelajuan Sesaat
Kecepatan Rata-Rata Kelajuan Rata-Rata
Posisi Perpindahan Waktu Jarak
GERAK LURUS
Berubah Tak
Beraturan
Kecepatan
Berubah Tak
Beraturan
Beraturan Berubah
Beraturan
Kecepatan
Tetap
Percepatan
Tetap
Gerak Jatuh
Bebas
terjadi dalam waktu singkat
hasil bagi
antara
hasil bagi antara terjadi dalam waktu singkatterjadi dalam waktu singkat
memberikan memberikan
berkaitan dengan
secara umum
bersifat
cirinya
cirinya cirinya
contohnya

4. URAIAN MATERI GERAK LURUS
A. Besaran-Besaran Pada Gerak Lurus
Gerak termasuk bidang yang dipelajari dalam mekanika, yang merupakan cabang dari
fisika. Mekanika sendiri dibagi menjadi tiga cabang ilmu, yaitu kinematika, dinamika, dan
statika. Kinematika adalah ilmu yang mempelajari gerak tanpa mempedulikan penyebab
timbulnya gerak. Dinamika adalah ilmu yang mempelajari penyebab gerak, yaitu gaya.
Statika adalah ilmu yang mempelajari tentang keseimbangan statis benda.
Suatu benda dikatakan bergerak jika posisinya senantiasa berubah terhadap suatu
acuan tertentu. Apabila titik-titik yang dilalui oleh suatu benda dihubungkan dengan garis
maka akan terbentuk suatu lintasan. Jika lintasan berbentuk garis lurus, gerak benda disebut
gerak lurus. Jika lintasan berbentuk parabola, gerak benda disebut gerak parabola, dan jika
lintasan berbentuk lingkaran maka gerak benda disebut gerak melingkar. Dalam gerak
terdapat dua macam besaran, yakni besaran skalar dan vektor. Besaran skalar merupakan
besaran yang hanya memiliki nilai, sedangkan besaran vektor merupakan besaran yang
memiliki nilai dan arah. Besaran skalar dalam gerak adalah jarak dan kelajuan, sedangkan
yang termasuk besaran vektor adalah posisi, perpindahan, kecepatan, dan percepatan.
1. Posisi, Jarak, dan Perpindahan
a. Posisi
Posisi adalah letak suatu benda pada suatu waktu tertentu terhadap suatu acuan
tertentu. Posisi suatu benda dinyatakan terhadap suatu acuan tertentu. Sebagai standar umum,
ditetapkan lintasan horizontal sebagai sumbu X dan titik acuan adalah titik O yang posisinya
x0 = 0. Posisi suaru benda dapat terletak di kiri atau di kanan titik acuan, sehingga untuk
membedakannya digunakan tanda negatif atau positif. Umumnya, posisi di sebelah kanan
titik acuan ditetapkan sebagai posisi positif dan posisi di sebelah kiri titik acuan sebagai
posisi negatif. Selain tanda positif atau negatif, posisi suatu benda juga ditentukan oleh
jaraknya terhadap titik acuan. Oleh karena memiliki arah dan nilai, maka posisi termasuk
besaran vektor.

5. Posisi P berjarak 3 di sebelah kanan O, sehingga posisi P (xp) adalah +3 (tanda +
sering tidak ditulis). Posisi R berjarak 4 di sebelah kiri O, maka posisi R (xR) adalah -4.
b. Perpindahan
Perpindahan adalah perubahan posisi suatu benda karena adanya perubahan waktu.
Perpindahan hanya bergantung pada posisi awal dan posisi akhir tidak bergantung pada jalan
yang ditempuh oleh benda. Perpindahan merupakan besaran vektor, sehingga memiliki nilai
dan arah. Untuk perpindahan satu dimensi sepanjang sumbu X, arah perpindahan dinyatakan
oleh tanda positif atau negatif. Tanda positif menyatakan perpindahan berarah ke kanan dan
tanda negatif menyatakan perpindahan berarah ke kiri. Misalkan, suatu benda yang berpindah
dari titik 1 dengan posisi x1 ke titik 2 dengan posisi x2, maka perpindahannya (∆x12) :
c. Jarak
Jarak didefinisikan sebagai panjang lintasan yang ditempuh oleh suatu benda dalam
selang waktu tertentu. Jarak merupakan besaran skalar sehingga hanya memiliki nilai saja,
besar atau nilai jarak bergantung pada jalan yang ditempuh oleh benda. Untuk lebih
memahami pengertian tentang jarak dan perbedaannya dengan perpindahan, perhatikan
contoh soal berikut :
Misalnya mobil bergerak dari P ke R melalui Q, maka berapakah jarak perjalanan
yang ditempuh oleh mobil tersebut jika lintasannya berbentuk segitiga seperti berikut :
1. Jarak adalah panjang lintasan yang ditempuh. Jadi :
Jarak PQR = PQ + QR
= (400 + 300) m = 700 m
R
300 m
P 400 m
Q
∆𝑥12 = 𝑥2 − 𝑥1

6. 2. Perpindahan PR diperoleh dengan menghitung dulu jarak PR dengan dalil Phytagoras
dalam segitiga siku-siku PQR. Sehingga :
PR2
= (4002
+ 3002
) m2
PR = 500 m
2. Kecepatan dan Kelajuan
Kelajuan adalah besaran yang tidak bergantung pada arah, sehingga kelajuan
termasuk besaran skalar yang nilainya selalu positif. Alat untuk mengukur kelajuan adalah
speedometer. Sedangkan kecepatan adalah besaran yang bergantung pada arah, sehingga
kecepatan termasuk besaran vektor. Untuk gerak dalam satu dimensi, arah kecepatan dapat
dinyatakan dengan tanda positif atau negatif. Sebagai contoh, jika kita menetapkan arah ke
timur sebagai arah positif, kecepatan mobil 60 km/jam ke timur cukup ditulis +60 km/jam
dan kecepatan mobil 60 km/jam ke barat cukup ditulis -60 km/jam. Kecepatan Rata-Rata dan
Kelajuan Rata-Rata
Kelajuan rata-rata didefinisikan sebagai hasil bagi antara jarak total yang ditempuh
dengan sealng waktu untuk menempuhnya.
− =
Kecepatan rata-rata didefinisikan sebagai hasil bagi antara perpindahan dengan selang
waktunya. Kecepatan rata-rata merupakan besaran vektor, sehingga arahnya harus
dinyatakan. Untuk perpindahan dalam satu dimensi sepanjang sumbu x, kecepatan rata-rata
(dengan lambang ̅) dapat dinyatakan dengan persamaan :
− =
̅ =
∆
∆
=
2 − 1
2 − 1

7. 2.1. Kecepatan Sesaat dan Kelajuan Sesaat
Kelajuan sesaat adalah kelajuan rata-rata yang waktu tempuhnya mendekati nol.
Kecepatan sesaat adalah kecepatan rata-rata yang selang waktunya mendekati nol .
Kecepatan Sesaat :
=
∆
∆
∆
=
∆
∆
∆
Contoh : menentukan kecepatan sesaat secara intuisi
Posisi sebuah sepeda dinyatakan oleh x = 2t2
+5t-1, dengan x dalam meter dan t dalam sekon.
Hitung kecepatan sepeda pada t = 1 s.
Strategi :
Hitung kecepatan rata-rata dalam selang t = 1 s, dan t = 1.1 s (∆t = 0.1 s); dalam selang t = 1s
dan t = 1.01 s (∆t = 0.01 s); dan dalam selang t = 1s dan t = 1.001 s (∆t = 0.001 s).
Dari ketiga hasil tersebut, taksir kecepatan sesaat pada t = 1 s secara intuisi.
Jawab :
Persamaan posisi x = 2t2
+5t-1
Untuk t1 = 1s
x1 = 2 (1)2
+ 5 (1) - 1 = 6
Untuk ∆t = 0.1 s , t2 = 1 + 0.1 = 1.1 s
x2 = 2 (1.1)2
+ 5 (1.1) – 1 = 6.92
̅ =
∆
=
2
1
=
Untuk ∆t = 0.01 s , t2 = 1 + 0.01 = 1.01 s
x2 = 2 (1.01)2
+ 5 (1.01) – 1 = 6.0902
̅ =
∆
=
2
1
=
∆t (s) v (m/s)
0.1 9.2
0.01 9.02
0.001 9.002

8. Untuk ∆t = 0.001 s , t2 = 1 + 0.001 = 1.001 s
x2 = 2 (1.001)2
+ 5 (1.001) – 1 = 6.009002
̅ =
∆
=
2
1
=
Pada tabel tampak bahwa untuk ∆t yang makin kecil, kecepatan rata-rata makin mendekati 9
m/s. Secara intuisi, kita dapat menyatakan bahwa kecepatan pada t = 1 s adalah 9 m/s.
B. Gerak Lurus Beraturan
Gerak lurus beraturan (GLB) didefinisikan sebagai gerak suatu benda yang menempuh
lintasan lurus dengan arah dan kelajuan tetap, atau bisa juga dikatakan sebagai gerak suatu
benda dengan kecepatan tetap. Kecepatan tetap sama artinya dengan percepatan nol, sehingga
GLB juga dapat didefinisikan sebagai gerak benda yang percepatannya nol.
1. Kinematika Gerak Lurus Beraturan (GLB)
Pada GLB kecepatan tiap saat adalah sama, yaitu v, sehingga kecepatan rata-rata pada
GLB sama dengan v. Dari definisi kecepatan rata-rata, maka diperoleh :
̅ = =
∆
∆
∆ = ∆
Ambil pada saat awal mengamati gerak (taw = 0), posisi benda ada di xaw = x0, dan saat
akhir mengamati gerak tak = t, posisi benda ada di xak = x, sehingga :
∆ = ∆
− = ( − )
− = ( − )
− = =

9. x (m)
x0
t(s)
Θ Gradien tan θ =v
Jadi, pada gerak lurus beraturan (GLB) berlaku :
a. Kecepatan v0 = v tetap
b. Percepatan a = 0
c. ∆ = atau =
2. Grafik Kecepatan dan Posisi GLB
Karena pada GLB, kecepatan gerak benda selalu
tetap, grafik kecepatan terhadap waktu (grafik v-t)
pastilah berbentuk garis lurus sejajar sumbu t seperti
gambar di samping :
Telah kita ketahui persamaan y = n + mx dengan m
dan n positif, grafik y terhadap x berbentuk garis
lurus condong ke atas dengan gradien m = tan θ
dan intercept n. Persamaan posisi GLB, yaitu x = x0
+ vt, mirip dengan persamaan garis y = n +mx.
Oleh karena itu, grafik x-t akan berbentuk garis
lurus miring ke atas dengan gradien tan θ = v dan
intercept x0. Kemiringan garis yang makin curam menunjukkan gerak lurus benda makin
cepat.
Beberapa contoh gerak lurus beraturan (GLB) pada kehidupan sehari-hari ialah sebagai
berikut :
1) Mobil yang sedang bergerak lurus pada jalan raya dengan angka spidometer tetap
selama suatu selang waktu tertentu. Di sini tidak ada perubahan kelajuan dan arah
gerak.
2) Elevator yang sedang bergerak ke atas, di pertengahan antara lantai ke satu dan lantai
ke lima. Di sini tidak ada perubahan pada kelajuan dan arah gerak. Di dalam elevator,
kita akan merasa seolah-olah elevator diam.
3) Pesawat terbang yang telah mencapai keseimbangan pada ketinggian tertentu. Pada
contoh ini pesawat terbang bergerak lurus tanpa perubahan kelajuan.
v m/s
v0
T (s)
v = v0 = tetap

10. 3. Menentukan Perpindahan dari Grafik Kecepatan-Waktu
Misalkan kita tinjau saat awal taw dan saat akhir
tak, dengan selang waktu ∆t = tak-taw.
Luas A merupakan luas daerah di bawah grafik
v-t untuk selang waktu ∆t.
Luas A = v ∆t, tampak bahwa luas A sama
dengan rumus perpindahan ∆x, sehingga :
∆ = −
C. Gerak Lurus Berubah Beraturan
Gerak lurus berubah beraturan didefinisikan sebagai gerak suatu benda pada lintasan garis
lurus dengan percepatan tetap. Percepatan tetap artinya baik besar maupun arahnya tetap.
1. Pengertian percepatan
Ketika mulai berlari, dari keadaan diam (kecepatan nol), anda secara perlahan
meningkatkan kecepatan lari anda. Perubahan kecepatan dalam suatu selang waktu inilah
yang berkaitan dengan besaran vektor dalam gerak yang disebut percepatan.
Apakah yang dimaksud percepatan rata-rata?
Percepatan rata-rata (lambang ā) didefinisikan sebagai perubahan kecepatan yang
dialami benda dibagi selang waktunya.
Percepatan rata-rata
=
∆
∆
=
−
2 − 1
( − )
dengan adalah kecepatan pada saat = 2 dan adalah kecepatan pada saat = 1. Telah
Anda ketahui bahwa satuan percepatan dalam SI adalah 2⁄ atau 2
.
v (m/s)
v
t(s)
Luas
A
taw tak

11. Apakah yang dimaksud percepatan sesaat?
Seperti halnya dalam menentukan kecepatan sesaat, Anda perlu mengukur perubahan
kecepatan dalam selang waktu ∆ yang sangat singkat (∆ mendekati nol) untuk dapat
menentukan percepatan sesaat. Percepatan sesaat didefinisikan sebagai perubahan
kecepatan yang berlangsung dalam waktu singkat. Definisi ini secara matematis ditulis:
=
∆
∆
∆
( − )
Karena limit belum diajarkan, kita akan menulis Persamaan (2-12) dalam bentuk lain, yaitu :
Percepatan sesaat
=
∆
∆
∆ ( − )
Sekali lagi, untuk benda yang bergerak pada lintasan garis lurus, notasi vektor dalam
Persamaan (2-13) dapat diganti dengan notasi skalar.
Percepatan sesaat mirip dengan kecepatan sesaat. Oleh karena itu, seperti halnya
kecepatan sesaat, ada 2 cara yang dapat kita gunakan untuk menentukan percepatan sesaat,
yaitu cara intuisi dan cara pendekatan grafis. Dalam cara intuisi, kita menggunakan
Persamaan (2-13). Caranya, dengan menghitung a untuk selang ∆ yang terus kita perkecil,
misalnya dari ∆ = ∆ = kemudian ∆ = Dari ketiga hasil a yang
kita peroleh, secara intuisi kita dapat menaksir angka yang akan didekati oleh percepatan
pada saat t tertentu. Sedangkan, cara pendekatan grafis untuk menentukan percepatan sesaat
akan dipelajari di kelas XI.
Akselerometer
Alat untuk mengukur percepatan dari kendaraan yang sedang bergerak disebut
Akselerometer (accelerometer). Secara sederhana, sebuah bandul dapat digunakan sebagai

12. B
akselerometer. Ketika mobil dipercepat a ke depan, bandul mengayun ke belakang dan
berhenti pada posisi B dengan sudut θ (Gambar 2.15a).
Makin besar sudut θ, makin besar percepatan mobil. Ketika mobil bergerak dengan kecepatan
tetap, percepatan = dan bandul kembali ke posisi seimbang A.
Akselerometer adalah penting dalam sebuah pesawat terbang. Dengan terus-menerus
memonitor percepatan pesawat, sistem kontrolnya dapat menghitung kelajuan, arah, dan
posisi pesawat.
2. Apakah gerak lurus berubah beraturan itu?
Tinjau suatu benda yang pada = berada dalam keadaan diam (kecepatan = 0). Satu
sekon pertama kecepatan benda menjadi 2 m/s. Satu sekon kedua menjadi 4 m/s. Satu sekon
ketiga menjadi 6 m/s. Satu sekon keempat menjadi 8 m/s. Sketsa gerak benda ini ditunjukkan
oleh Gambar 2.16.
Gambar 2.16 Gerak benda dengan pertambahan kecepatan 2 m/s setiap sekon.
Pada gambar 2.16 tampak setiap selang waktu 1 s, kecepatan benda bertambah secara
tetap sebesar 2 m/s. Pertambahan kecepatan dalam selang waktu tertentu adalah percepatan.
Oleh karena itu, gerak benda yang sketsanya pada Gambar 2.16 menunjukkan gerak benda
0 2 m/s 4 m/s 6 m/s 8 m/s
1 s 1 s 1 s 1 s
a
A
θ

13. dengan percepatan tetap 2 m/s2
. Nah, gerak lurus berubah beraturan (disingkat GLBB)
didefinisikan sebagai gerak suatu benda yang mengalami percepatan tetap.
3. Kinematika gerak lurus berubah beraturan
Pada GLBB percepatan tiap saat adalah sama, yaitu a. Oleh karena itu, percepatan rata-
rata pada GLBB sama dengan percepatan sesaatnya a. Dari definisi percepatan rata-rata pada
Persamaan (2-11),
=
∆
∆
=
−
2 − 1
Perhatikan, pada GLBB benda yang bergerak lurus hanya mungkin memiliki dua
arah, yaitu ke kanan atau ke kiri dan ke atas atau ke bawah. Arah ini bisa diwakili dengan
tanda positif atau negatif. Misalnya, jika arah kecepatan dan percepatan ke kanan ditetapkan
positif, arah kecepatan dan percepatan ke kiri adalah negatif. Dengan demikian, lambang
besaran vektor a, v, x, dan ∆x (dicetak tebal dan tegak) bisa diganti dengan lambang besaran
skalar a, v, x, dan ∆x (dicetak miring).
Ambil saat awal mengamati gerak ( 1 = ), kecepatan benda 1 = dan saat akhir
mengamati gerak ( 2 = ), kecepatan benda 2 = .
=
−
2 − 1
=
−
=
untuk ∆ = −
∆ = = ( − )
Berapa jauh benda berpindah selama selang waktu t? Kecepatan rata-rata dari benda adalah
̅ = ( − )
Dengan demikian,
∆ = ̅ = ( ) ( − )

14. Karena = , perpindahan benda selama t bisa ditulis
∆ = (
( )
)
∆ = 2
( − )
Dengan ∆ = − .
Dari Persamaan (2-14), = . Jika nilai t ini disubtitusi ke Persamaan (2-16), maka
akan diperoleh persamaan yang menghubungkan kecepatan awal, percepatan, dan
perpindahan yang ditempuh selama mengalami percepatan.
∆ = ( ) (
−
) =
−
= ∆ ( − )
Tabel 2.1 berikut merangkum persamaan yang berlaku untuk GLBB.
Variabel-variabel yang berhubungan Persamaan Nomor
kecepatan, waktu, percepatan = (2-14)
kecepatan awal, akhir, dan rata-rata ̅ = (2-15)
perpindahan, kecepatan, waktu ∆ = ̅ = ( ) (2-16)
perpindahan, percepatan, waktu ∆ = 2 (2-17)
kecepatan, perpindahan, percepatan = ∆ (2-18)
Catatan: ∆ = −

15. 4. Grafik percepatan dari GLBB
Karena pada GLBB percepatan benda selalu tetap,
grafik percepatan terhadap waktu (grafik a-t) pastilah
berbentuk garis lurus sejajar sumbu t, seperti pada
Gambar 2.18.
Besaran apa yang bisa diperoleh dari grafik a-
t? Masalah ini seperti ketika Anda menentukan perpindahan ∆ dari grafik v-t pada Gambar
2.19.
Gambar 2.19 luas daerah di bawah grafik a-t sama dengan perubahan kecepatan
Anda memperoleh perpindahan (∆ ) sama dengan luas daerah di bawah grafik v-t.
Misalkan, kita tinjau saat awal taw dan saat tak , dengan selang waktu ∆ = − .
Bagaimana dengan luas daerah di bawah grafik a-t untuk selang waktu ∆ Luas ini
ditunjukkan oleh luas arsiran A, yang sama dengan luas persegi panjang dengan panjang = ∆
dan lebar = a. Jadi, luas arsiran = ∆ dengan ∆ tak lain adalah perubahan kecepatan
∆ ( ∆ = − ).
Untuk grafik a-t diberikan, luas daerah di bawah grafik a-t sama dengan perubahan
kecepatan ∆ ( ∆ = − ).
∆ = −
= luas daerah di bawah grafik a-t (2-19)
t (s)
a konstan
a
a (m/s2
)
a (m
2
/s)
a
t(s)
Luas
A
taw tak

16. 5. Grafik kecepatan dan posisi terhadap waktu
Bagaimanakah grafik kecepatan terhadap waktu (grafik v-t) dari GLBB? Penjelasannya
mirip ketika kita menentukan grafik posisi terhadap waktu (grafik x-t) dari GLBB. Persamaan
kecepatan GLBB = mirip dengan persamaan = anggap saja dan
gradien = . Dengan demikian, grafik v-t dari GLBB akan berbentuk lurus miring dengan
gradien tan = dan titik potong terhadap sumbu v. Untuk percepatan yang searah
dengan kecepatan (a > 0), disebut gerak dipercepat, grafiknya miring ke atas karena gradien
tan = . Sedangkan, untuk yang berlawanan dengan kecepatan (a < 0), disebut gerak
diperlambat, grafiknya miring ke bawah karena gradien gradien tan . Grafik v-t dari
GLBB ini ditunjukkan pada Gambar 2.20.
Gambar 2.20 Grafik v-t dari GLBB
Persamaan posisi x terhadap waktu t, yaitu = 2
, berbentuk fungsi
kuadrat. Oleh karena itu, grafik x-t untuk GLBB akan berbentuk parabola. Untuk percepatan
yang searah dengan kecepatan (a > 0), parabolanya terbuka ke atas. Sedangkan, untuk
percepatan yang berlawanan dengan kecepatan (a < 0), parabolanya terbuka ke bawah.
θ
a<0
a>0
t (s)
v0
v (m/s)
0
θ
a>0
a<0
x
t

17. 6. Gerak jatuh bebas
Apakah gerak jatuh bebas itu?
Ketika buah kelapa tua jatuh sendiri dari tangkainya, dapat kita anggap kelapa
mengalami gerak jatuh bebas. Kelapa jatuh bebas karena kelapa lepas dari tangkainya dari
keadaan diam ( = ) dan ditarik ke bawah oleh gaya gravitasi bumi yang bekerja pada
kelapa. Jika hambatan udara diabaikan, selama jatuhnya dari keadaan diam, kelapa
mengalami percepatan tetap, disebut percepatan gravitasi g.
Gerak jatuh bebas didefinisikan sebagai gerak jatuh benda dengan sendirinya mulai
dari keadaan diam ( = ) dan selama gerak jatuhnya hambatan udara diabaikan, sehingga
benda hanya mengalami percepatan ke bawah yang tetap, yaitu percepatan gravitasi. Karena
dalam gerak jatuh bebas percepatan benda adalah tetap, gerak jatuh bebas termasuk suatu
GLBB.
Di bumi, percepatan gravitasi g bernilai kira-kira 9,80 m/s2
. Sesungguhnya nilai g di
permukaan bumi berkisar 9,782 m/s2
(paling kecil) di sekitar khatulistiwa sampai 9,832 m/s2
(paling besar) di sekitar kutub. Untuk mempermudah perhitungan dalam soal, g sering
dibulatkan menjadi g = 10 m/s2
.
Persamaan gerak jatuh bebas
Persamaan gerak jatuh bebas memenuhi persamaan GLBB yang dirangkum pada Tabel 2.1,
dengan mensubstitusi:
Kecepatan awal =
Percepatan =
Perpindahan ∆ = ∆

18. KEGIATAN PERCOBAAN
 Melakukan Percobaan
Lakukan kegiatan ini secara berkelompok
 Tujuan
Setelah melakukan percobaan ini siswa diharapkan dapat :
1. Memahami gerak dengan kecepatan tetap.
2. Menentukan kecepatan dan percepatan benda dengan menggunakan pewaktu pencacah
dan gerbang cahaya.
 Alat dan Bahan
Air Track Kit, yang terdiri dari :
1. Rel udara
2. Pewaktu pencacah
3. Gerbang cahaya
4. Penghalang cahaya ganda 3 cm
5. Penyangga 1 cm
6. Peniup
 Langkah Kerja
1. Susunlah alat seperti gambar
2. Atur posisi kaki rel udara sehingga rel udara dalam keadaan horizontal.
Rel Udara Horizontal
1. Nyalakan peniup
2. Pasang kabel gerbang cahaya ke pewaktu pencacah pada posisi P1 dan P2
3. Jika belum, atur agar pewaktu pada fungsi TIMING II
4. Atur jarak antar gerbang cahaya sejauh 30 cm
5. Letakkan kereta di atas rel udara kemudian berikan sedikit dorongan sehingga kereta
bergerak

19. 6. Amati kecepatan kereta pada layar pewaktu pencacah.
7. Catat kecepatan kereta untuk jarak tersebut masukkan data pada tabel
8. Ulangi langkah 2-6 untuk jarak yang berbeda-beda.
Jarak (m)
Kecepatan di Gerbang
cahaya 1 (m/s)
Kecepatan di Gerbang
cahaya 1 (m/s)
0.3
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
Rel Udara Miring :
1. Berikan penopang pada salah satu kaki rel udara sehingga terbentuk sudut antara meja
dengan rel udara. Pada posisi ini kereta mengalami percepatan di sepanjang rel udara.
2. Pasang gerbang cahaya 1 pada jarak 20 cm dari kereta.
3. Atur agar jarak di antara gerbang cahaya 1 dan 2 sekecil mungkin (4 cm).
4. Jika belum, atur agar pewaktu pada fungsi ACCELERATION.
5. Letakkan kereta dia atas rel udara sebelum gerbang cahaya pertama kemudian
lepaskan.
6. Amati kecepatan kereta untuk jarak 20 cm kemudian catat pada tabel.
7. Ulangi untuk ajarak kereta terhadap gerbang cahaya pertama berbeda-beda seperti
pada tabel.
8. Hitunglah nilai a, masukkan pada tabel.
Jarak terhadap
Gerbang Cahaya (m)
Kecepatan Awal v0
(m/s)
Kecepatan Akhir vf
(m/s)
Percepatan a
(m/s2
)
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20

20. Rangkuman :
Suatu benda dikatakan bergerak jika posisinya senantiasa berubah terhadap suatu acuan
tertentu. Gerak yang memiliki lintasan berbentuk garis lurus disebut dengan gerak lurus,
gerak lurus terbagi menjadi dua yakni : gerak lurus beraturan dan gerak lurus berubah
beraturan. Besaran-besaran fisis dalam gerak lurus terbagi menjadi dua, jarak dan kelajuan
merupakan besaran skalar sedangkan posisi, perpindahan, kecepatan, dan percepatan
merupakan besaran vektor.
1. Posisi
Posisi adalah letak suatu benda pada suatu waktu tertentu terhadap suatu acuan tertentu.
2. Jarak
Jarak didefinisikan sebagai panjang lintasan yang ditempuh oleh suatu benda dalam selang
waktu tertentu.
3. Perpindahan
Perpindahan adalah perubahan posisi suatu benda karena adanya perubahan waktu.
Perpindahan hanya bergantung pada posisi awal dan posisi akhir tidak bergantung pada jalan
yang ditempuh oleh benda. Untuk perpindahan satu dimensi sepanjang sumbu X, arah
perpindahan dinyatakan oleh tanda positif atau negatif. Tanda positif menyatakan
perpindahan berarah ke kanan dan tanda negatif menyatakan perpindahan berarah ke kiri.
Misalkan, suatu benda yang berpindah dari titik 1 dengan posisi x1 ke titik 2 dengan posisi x2,
maka perpindahannya (∆x12) :
4. Kelajuan dan Kecepatan
Kelajuan berbeda dengan kecepatan, kelajuan termasuk dalam besaran skalar (hanya
memiliki nilai saja) sedangkan kecepatan merupakan besaran vektor (memiliki nilai dan
arah).
4.1. Kelajuan rata-rata dan kecepatan rata-rata
− =
∆𝒙 𝟏𝟐 = 𝑥2 − 𝑥1

21. − ( ̅) = =
∆
∆
=
2 − 1
2 − 1
4.2. Kelajuan sesaat dan kecepatan sesaat
Kelajuan sesaat adalah kelajuan rata-rata yang waktu tempuhnya mendekati nol.
Kecepatan sesaat adalah kecepatan rata-rata yang selang waktunya mendekati nol .
Kecepatan Sesaat :
=
∆
∆
∆
=
∆
∆
∆
Gerak lurus memiliki lintasan yang berupa garis lurus, gerak ini terbagi menjadi dua
yaitu gerak lurus beraturan dan gerak lurus berubah beraturan.
A. Gerak Lurus Beraturan (GLB)
Gerak lurus beraturan (GLB) didefinisikan sebagai gerak suatu benda yang menempuh
lintasan lurus dengan arah dan kelajuan tetap, atau bisa juga dikatakan sebagai gerak
suatu benda dengan kecepatan tetap. Benda yang bergerak lurus beraturan memiliki
percepatam (a) nol.
− = =
Luas daaerah di bawah grafik v-t untuk selang waktu ∆tsama dengan nilai ∆x.
B. Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
Gerak lurus berubah beraturan didefinisikan sebagai gerak suatu benda pada lintasan garis
lurus dengan percepatan tetap. Percepatan merupakan perubahan kecepatan dalam selang
v
v0
t
v = v0 = tetap
x
x0
t
Θ Gradien tan θ =v

22. waktu tertentu. Percepatan rata-rata (lambang ā) didefinisikan sebagai perubahan
kecepatan yang dialami benda dibagi selang waktunya.
Percepatan rata-rata :
=
∆
∆
=
−
2 − 1
Percepatan sesaat didefinisikan sebagai perubahan kecepatan yang berlangsung dalam
waktu singkat.
Percepatan Sesaat :
=
∆
∆
∆
Variabel-variabel yang berhubungan Persamaan Nomor
kecepatan, waktu, percepatan = (2-14)
kecepatan awal, akhir, dan rata-rata ̅ = (2-15)
perpindahan, kecepatan, waktu ∆ = ̅ = ( ) (2-16)
perpindahan, percepatan, waktu ∆ = 2 (2-17)
kecepatan, perpindahan, percepatan = ∆ (2-18)
Catatan: ∆ = −
Untuk grafik a-t, luas daerah di bawah grafik a-t sama dengan perubahan kecepatan
∆ ( ∆ = − ).
Gerak jatuh bebas didefinisikan sebagai gerak jatuh benda dengan sendirinya mulai
dari keadaan diam ( = ) dan selama gerak jatuhnya hambatan udara diabaikan, sehingga
t (s)
a konstan
a
a (m/s2
) θ
a<0
a>0
t (s)
v0
v (m/s)
0
θ
a>0
a<0
x
t

23. benda hanya mengalami percepatan ke bawah yang tetap, yaitu percepatan gravitasi. Karena
dalam gerak jatuh bebas percepatan benda adalah tetap, gerak jatuh bebas termasuk suatu
GLBB. Persamaan gerak jatuh bebas memenuhi persamaan GLBB yang dirangkum pada
tabel persamaan GLBB, dengan mensubstitusi:
Kecepatan awal =
Percepatan =
Perpindahan ∆ = ∆

24. SOAL
1. Seseorang memacu sepeda motor dari rumahnya ke arah utara sejauh 6 km, lalu berbelok
ke timur sejauh 8 km. Posisi orang tersebut dari rumahnya setelah melakukan perjalanan
tersebut adalah. . . .
A. 2 km ke arah timur D. 10 km ke arah timur laut
B. 14 km ke arah timur laut E. 10 km ke arah barat laut
C. 14 km ke arah barat day
2. Grafik manakah yang menyatakan suatu benda bergerak dengan laju konstan?
A. D.
B. E.
C.
3. Perhatikan grafik kecepatan terhadap waktu dari kereta yang bergerak menurut garis lurus
dalam waktu 4 s.
v(m/s)
80
40
20
0 t(s)2 4 5
s (m)
t (s)
s (m)
t (s)
s (m)
t (s)
s (m)
t (s)
s (m)
t (s)

25. A. 260 m D. 70 m
B. 200 m E. 60 m
C. 140 m
4. Sebuah kereta mendapat percepatan 2 m/s2
selama 10 s dari keadaan diam, lalu
diperlambat dengan perlambatan 4 m/s2
sampai berhenti. Jarak total yang ditempuh kereta
tersebut adalah. . . .
A. 80 m D. 200 m
B. 100 m E. 250 m
C. 150 m
5. Gambar berikut melukiskan grafik percepatan benda sebagai fungsi waktu.
a (m/s2
)
0 6 12 18 t (s)
Jika pada keadaan mula-mula benda berkecepatan 4 m/s, kecepatan benda pada t = 15 s
adalah. . . .
A. 12 m/s D. 64 m/s
B. 25 m/s E. 70 m/s
C. 40 m/s
Essai :
1. Sebuah motor bergerak ke arah timur dengan kecepatan 36 km/jam selama 6,0 s, dan
kemudian berbelok ke utara dengan kecepatan 27 km/jam selama 4,0 s. Tentukan
percepatan rata-rata mobil dalam keseluruhan perjalanannya (sebagai acuan arah vektor,
ambil arah timur sebagai sudut 0o
).
2. Sebuah motor yang sedang melaju 90 km/jam berada 100 m di belakang sebuah bus yang
sedang melaju 75 km/jam. Berapa sekon diperlukan sedan untuk menyusul jip?
Dimanakah sedan menyusul jip?
6
4
2

26. LAMPIRAN
SOAL RISET :
 Besaran Fisis Pada Gerak Lurus
1. Apakah besar kecepatan rata-rata sama dengan besar kelajuan rata-rata? Jelaskan dan
tuliskan rumusnya!
2. Dapatkan suatu benda yang bergerak menempuh jarak tertentu memiliki :
a. Kelajuan rata-rata nol?
b. Kecepatan rata-rata nol?
 Gerak Lurus Beraturan (GLB)
1. Dalam gerak lurus beraturan, perpindahan dalam suatu selang waktu tertentu ∆t dapat
disamakan dengan jarak yang ditempuh dalam selang waktu ∆t tersebut, Jelaskan
pernyataan tersebut?
2. Gambarkan grafik v-t dan x-t pada gerak lurus beraturan berikut :
 Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
1. Jika benda ringan dan benda berat pada ruang vakum dilepaskan pada saat bersamaan
dari ketinggianyang sama, manakah yang tiba di permukaan terlebih dahulu? Jelaskan
jawaban anda!
2. Gambarkan grafik a-t, v-t dan x-t pada gerak lurus berubah beraturan dipercepat
berikut :
v
t
s
t
v
t
s
t
a
t

27. Riset dilaksanakan pada 27 mahasiswa semester 1, dan 10 mahasiswa fisika semester 5.
Dari ke 37 mahasiswa, hanya 2 mahasiswa saja yang menjawab seluruh pertanyaan dengan
tepat. Kebanyakan mahasiswa salah dalam melukiskan grafik x-t, v-t, dan a-t pada gerak
lurus beraturan dan gerak lurus berubah beraturan. Pada grafik a-t gerak lurus berubah
beraturan, sebagian besar mahasiswa tidak menggambarkannya secara parabolik akan tetapi
linier. Hal ini mengindikasikan bahwa pemahaman mereka tentang grafik GLB dan GLBB
masih kurang memadai.
Kesalahan juga masih banyak ditemui pada jawaban soal nomor 1 gerak lurus berubah
beraturan, hampir seluruh responden dari mahasiswa semester 1 menjawab bahwa kedua
benda tidak akan jatuh ke bawah karena pada ruang hampa udara benda akan melayang.
Padahal, pada kasus ini, ruang hampa udara yang dimaksud adalah ruangan yang bebas
hambatan udara sehingga gesekan antara benda dan udara dapat diabaikan. Pada
kenyataannya, benda dengan massa yang berbeda akan jatuh di waktu yang sama pada
ketinggian yang sama, hal ini karena percepatan yang dialami benda tidak bergantung pada
massa benda.
Sebagian kecil responden masih belum dapat membedakan antara kecepatan rata-rata dan
kelajuan rata-rata, kecepatan merupakan besaran vektor sehingga kecepatan merupakan hasil
bagi antara perpindahan dengan selang waktu. Sedangkan kelajuan merupakan besaran
skalar, sehingga kelajuan didefinisikan sebagai hasil bagi jarak dengan selang waktu.
Pemahaman responden masih kurang dalam membedakan prinsip kecepatan dan kelajuan,
untuk itu perlu pemahaman konsep yang lebih dalam tentang materi bersangkutan.