1. MAKALAH FISIKA
GERAK LURUS BERUBAH BERATURAN
DAN CONTOHNYA
OLEH :
AGUNG PUJI WAHONO
TARNO
JAKARIYA
M. ARIFUDIN
M. AJI S.
NUR HASAN
RENDY SAPUTRA
SMKN 1 LALAN
DESA SUKA JADI KEC. LALAN – MUBA
TAHUN PELAJARAN 2014/2015
2. 1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Pendahuluan
Pada dasarnya sebuah kehidupan sehari-hari tidak lepas dari sebuah
peristiwa gerak lurus berubah beraturan, dan kita seolah-olah tidak menanggapinya
secara seksama dikarenakan tidak adanya sebuah kepentingan maupun
keuntungan. Dalam kehidupan sehari-hari juga kita sering melihat atau menemui
benda yang mengalami peristiwa gerak lurus berubah beraturan.
Menindaklanjuti tugas dari guru mata pelajaran fisika, kami sebagai siswa
secara konsisten harus segera merespon dengan sebuah tindakan yaitu dengan
menyusun sebuah makalah dari berbagai sumber. Meskipun pada dasarnya
makalah ini tidak dapat memenuhi target yang sesuai, dalam penyajiannya kurang
sempurna kami harap bimbingan maupun saran sangat kami tunggu, guna
perbaikan pada masa yang akan datang.
B. Tujuan Penulisan
Dalam penyusunan makalah yang berjudul “Gerak Lurus Berubah Beraturan” ini
adalah bertujuan sebagai berikut :
1 Memenuhi tugas pada Mata Pelajaran Fisika
2 Merealisasikan hasil terapan yang telah diberikan guru pada MATA pelajaran
Fisika Dasar di SMK Negeri 1 Lalan.
3 Menambah wawasan dalam ilmu pengetahuan, khususnya Fisika.
4 Menambah Pustaka Perpustakaan berupa Makalah sederhana di SMK Negeri 1
Lalan.
3. 2
BAB II
PEMBAHASAN
A. Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
Suatu benda dikatakan melakukan gerak lurus berubah beraturan (GLBB)
jika percepatannya selalu konstan. Percepatan merupakan besaran vektor (besaran
yang mempunyai besar dan arah). Percepatan konstan berarti besar dan arah
percepatan selalu konstan setiap saat. Walaupun besar percepatan suatu benda
selalu konstan tetapi jika arah percepatan selalu berubah maka percepatan benda
tidak konstan. Demikian juga sebaliknya jika arah percepatan suatu benda selalu
konstan tetapi besar percepatan selalu berubah maka percepatan benda tidak
konstan.
Karena arah percepatan benda selalu konstan maka benda pasti 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 bisa 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 digunakan
ketika arah kecepatan = arah percepatan, sedangkan kata perlambatan digunakan
ketika arah kecepatan dan percepatan berlawanan.
Contoh 1 : Besar percepatan konstan
(kelajuan benda bertambah secara konstan)
Misalnya mula-mula mobil diam. Setelah 1 detik, mobil bergerak dengan
kelajuan 2 m/s. Setelah 2 detik mobil bergerak dengan kelajuan 4 m/s. Setelah 3
detik mobil bergerak dengan kelajuan 6 m/s. Setelah 4 detik mobil bergerak
dengan kelajuan 8 m/s. Dan seterusnya… Tampak bahwa setiap detik kelajuan
mobil bertambah 2 m/s. Kita bisa mengatakan bahwa mobil mengalami percepatan
konstan sebesar 2 m/s per sekon = 2 m/s2.
4. 3
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 bisa mengatakan bahwa benda mengalami perlambatan konstan sebesar 2
km/jam per sekon.
Perhatikan bahwa ketika dikatakan percepatan, maka yang dimaksudkan
adalah percepatan sesaat. Demikian juga sebaliknya, ketika dikatakan percepatan
sesaat, maka yang dimaksudkan adalahpercepatan. Nah, dalam gerak lurus
berubah beraturan (GLBB), percepatan benda selalu konstan setiap saat, karenanya
percepatan benda sama dengan percepatan rata-ratanya. Jadi besar percepatan =
besar percepatan rata-rata. Demikian juga, arah percepatan = arah percepatan rata-
rata.
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).
5. 4
B. Penurunan Rumus Gerak Lurus Berubah Beraturan
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. 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
alias rumus percepatan rata-rata, di mana 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
6. 5
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 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 2 dapat ditulis menjadi
x = vot + ½ at2
Sekarang kita turunkan persamaan/rumus yang dapat digunakan apabila t
(waktu) tidak diketahui. Kita tulis lagi persamaan a :
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.
C. Contoh Soal
Contoh soal 1 :
Sebuah mobil sedang bergerak dengan kecepatan 20 m/s ke utara mengalami
percepatan tetap 4 m/s2selama 2,5 sekon. Tentukan kecepatan akhirnya
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
Contoh soal 2 :
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 ?
7. 6
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, vodan 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))
D. GRAFIK GLBB
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
Gambar grafik Gerak Lurus Beraturan
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.
8. 7
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 matematisy = 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 grafikv-t sama dengan a.
Jadi kemiringan pada grafik kecepatan terhadap waktu (v-t) menyatakan nilai
percepatan (a).
Grafik GLB Dipercepat
Grafik kecepatan terhadap waktu (v-t) untuk Perlambatan
Contoh grafik kecepatan terhadap waktu (v-t) untuk perlambatan dapat anda lihat
pada gambar di bawah ini.
9. 8
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.
10. 9
BAB III
P E N U T U P
A. Kesimpulan
Suatu benda melakukan gerak lurus berubah beraturan (GLBB) jika
percepatannya selalu konstan. Dimana percepatan merupakan besaran vektor
(besaran yang mempunyai besar dan arah). Percepatan konstan berarti besar dan
arah percepatan selalu konstan setiap saat.
Karena arah percepatan benda selalu konstan maka benda pasti 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 bisa berarti kelajuan bertambah secara konstan
atau kelajuan berkurang secara konstan. Kata percepatan digunakan ketika arah
kecepatan = arah percepatan, sedangkan kata perlambatan digunakan ketika arah
kecepatan dan percepatan berlawanan.
B. Saran
Demikian makalah ini kami susun dengan harapan bisa bermanfaat bagi
semua. Adapun harapan dari kami adalah adanya saran maupun kritik yang dapat
membagun bagi penyusun untuk pembuatan tugas yang selanjutnya. Mudah-
mudahan makalah ini juga bisa dijadikan bahan pustaka bagi kampus kita yang
tercinta ini.
11. 10
DAFTAR PUSTAKA
Giancoli, Douglas C. 2001. Fisika Jilid I (Terjemahan).Jakarta : Penerbit Erlangga.
Halliday dan Resnick. 1991. Fisika Jilid I (Terjemahan).Jakarta : Penerbit Erlangga.
Tipler, P.A. 1998. Fisika untuk Sains dan Teknik-Jilid I (Terjemahan). Jakarta :
Penebit Erlangga.
Young, Hugh D. & Freedman, Roger A. 2002. Fisika Universitas
(Terjemahan).Jakarta : Penerbit Erlangga.
