materi IPA kelas 9 gerak lurus

1. GERAK LURUS
Pertemuan 3
Poltek Purbaya/TM-1/Fisika Dasar

2. KINEMATIKA
Mempelajari gerak sebagai fungsi dari waktu tanpa
mempedulikan penyebabnya.
Perancangan suatu gerak :
Jadwal kereta, pesawat terbang.
Jadwal pits stop pada balapan F1,
Pengaturan lampu lalu lintas.
Manfaat :
Untuk memprediksi terjadinya suatu peristiwa :
 Gerhana bulan, gerhana matahari, awal bulan puasa
Model (analogi) bagi fenomena lain di luar ruang lingkup fisika :
Pertumbuhan tanaman
Pertumbuhan penduduk
Pertumbuhan ekonomi.

3. TUJUAN INSTRUKSIONAL
Setelah mengikuti mata kuliah ini, mahasiswa dapat
mendefiniskan :
Gerak, besaran yang dapat diukur, dan pengelompokan
gerak.
Gerak Lurus Beraturan (ciri-ciri,pengukuran jarak dan
kecepatan,menjelaskan hubungan jarak dan kecepatan)
Gerak Lurus Berubah Beraturan (ciri-cirinya; hubungan
jarak,kecepatan dan percepatan;menjelaskan kecepatan-
awal,akhir,rata-rata)
Mahasiswa dapat menyelesaikan masalah gerak dengan
tepat

4. MEKANIK
A
KINEMATIK
A
DINAMIKA
Gerak 1 D
Gerak 2 & 3 D
GLB
GLBB
Gerak Melingkar
Gerak Parabola
GAYA Energi & Momentum
Tumbukan
Gerak Harmonis
Gerak Relatif
Sistem Partikel Benda Tegar

5. PETA KONSEP
Gerak Lurus
Gerak
Jarak dan
Perpindahan
kecepatan
Percepatan
Jenis Gerak Lurus
Gerak lurus
beraturan
Gerak lurus
Berubah beraturan
Gerak Vertikal

6. Menurut Definisi gerak,
binatang mana yang
bergerak dan mana yang
tidak bergerak. Jelaskan
alasannya.

7. ARTI GERAK
• suatu benda dikatakan bergerak manakala
kedudukan benda itu berubah terhadap
benda lain yang dijadikan sebagai titik acuan.
• benda dikatakan diam (tidak bergerak)
manakala kedudukan benda itu tidak berubah
terhadap benda lain yang dijadikan sebagai
titik acuan.

8. KELAJUAN
Kelajuan dan kecepatan adalah
dua kata yang sering tertukar.
D
t
vs =
Kelajuan berkaitan dengan
panjang lintasan yang ditempuh
dalam interval waktu tertentu.
Kelajuan merupakan besaran
skalar
Contoh: sebuah bis menempuh
perjalanan dari Bandung ke Bogor
yang panjang lintasannya 120 km
dalam waktu 4 jam. Maka “laju
rata-rata” bis tersebut adalah 30
km/jam.
v=d/t
Ingat kelajuan
itu skalar,
kecepatan itu
vektor

9. Jarak
JARAK DAN PERPINDAHAN

10. JARAK DAN PERPINDAHAN
• Jarak adalah besaran skalar, yaitu panjang
lintasan sesungguhnya yang ditempuh
sebuah benda.
• Perpindahan adalah besaran vektor, yaitu
perubahan kedudukan suatu benda.

11. GERAK LURUS
• Gerak benda yang lintasannya lurus
dinamakan gerak lurus.
• Gerak lurus suatu benda dalam kehidupan
sehari-hari umumnya tidak beraturan.

12. 0 1 2 3 4 5
-1
-2
-3
-4
-5
satuan
6
6
2
4 =

=


Berapakah jarak yang ditempuh benda ?
Berapakah perpindahan yang ditempuh benda ?
Jarak yang ditempuh benda tersebut sebesar
Perpindahan yang ditempuh benda tersebut sebesar
x2-x1 = -4 – 2 = -6 satuan

13. 0 1 2 3 4 5
-1
-2
-3
-4
-5
Berapakah jarak yang ditempuh benda ?
Jarak yang ditempuh
benda tersebut sebesar:
satuan
satuan
satuan
11
11
4
4
1
3
7
7
3
4
=
=
=
=


=
=

Berapakah perpindahan yang
ditempuh benda ?
Perpindahan yang ditempuh
benda tersebut sebesar :
x2-x1 = -1 – (-5) = 4 satuan

14. KELAJUAN DAN
KECEPATAN RATA-RATA
 Kelajuan rata-rata didefinisikan sebagai
hasil bagi antara jarak total yang
ditempuh dengan selang waktu untuk
menempuhnya.
 Kecepatan rata-rata didefinisikan
sebagai perpindahan benda dalam selang
waktu tertentu.
 Satuan kecepatan dalam SI adalah ms-1
t
s
v =
t
s
v


=

15. KECEPATAN SESAAT
• Kecepatan rata-rata dengan selang waktu mendekati nol
•  kecepatan sesaat (dalam bentuk limit)
t
s
v
t 

=

 0
lim
atau dalam bentuk diferensial
t
d
s
d
v =

16. PERCEPATAN (a)
• Perubahan kecepatan pada selang waktu
tertentu
t
v
v
t
v
a o
t 
=


=
• Satuan untuk percepatan dalam SI adalah ms-2

17. Gerak Lurus Beraturan

18. GERAK LURUS BERATURAN
(GLB)
 Gerak benda pada lintasan lurus dengan
kecepatan tetap atau
tanpa percepatan (a=0)
 Persamaan pada GLB:
t
v
s
s o 
=
t
s
v =
v = kecepatan benda
so= jarak awal benda
s = jarak akhir benda

19. Animasi GLB

22. Waktu (s) 0 1 2 3 4 5
Posisi (m) 2 5 8 11 14 17
= = 3 m/s
5
15
10
20
1
0 2 3 4 5 t (s)
Kurva x vs t untuk GLB
x (m)
Amati gerak dari t=1 sampai t=4
Δx = 9 m
Δt = 3 s
Kemiringan kurva:
9 m
3 s
Δx
Δt
v =
Untuk GLB kemiringan kurva
posisi vs waktu adalah tetap

23. Waktu (s) 0 1 2 3 4 5
Kecepatan (m/s) 3 3 3 3 3 3
3
2
1
1
0 2 3 4 5 t (s)
Perpindahan dari waktu t=1s
sampai t=4s adalah “luas” bagian di
bawah kurva v vs t :
Δx = x(4) – x(1) = 9 m
Kurva v vs t untuk GLB
v (m/s)
Amati gerak dari t=1 sampai t=4
4

24. Waktu (s) 0 1 2 3 4 5 6
Posisi (m) 2 5 8 10 12 16 20
x(5)x(0) 16  2
5
10
20
15
0 2 3 4 5 6 t (s)
6m
2s
1
RANGKAIAN BEBERAPA GLB
x (m)
Tinjau gerak dari t=0 sampai t=6
4m
2s
8m
2s
5 5
= 2,8 m/s
=
=
Δx
Δt
v =
Kecepatan rata-rata dalam selang
waktu t = 0 s/d t = 5 s:
s
m
t
x
v /
3
=


=

25. Selang Waktu (s) 0 s/d 2 2 s/d 4 4 s/d 6
Kecepatan (m) 3 2 4
2
1
4
1
0 2 3 4 5 6 t (s)
Perpindahan dalam selang
waktu 0 s/d 6 adalah luas
bagian di bawah kurva:
3
RANGKAIAN BEBERAPA GLB (lanjutan)
v (m/s)

26. PERLAMBATAN dan PERCEPATAN
NEGATIF
Bila melambat, maka laju sesaat menurun.
Jika mobil diperlambat apakah berarti
percepatannya negatif ?

27. Gerak Lurus Berubah Beraturan

28. Gerak Lurus Berubah Beraturan
BENDA BERGERAK DENGAN KECEPATAN TIDAK TETAP
DIPERCEPAT ( a + ) DIPERLAMBAT ( a - )

29. GERAK LURUS BERUBAH
BERATURAN (GLBB)
• Gerak benda pada lintasan lurus dengan
percepatan tetap
• Persamaan yang berlaku:
t
v
v
t
v
a o
t 
=


=
t
a
v
v o
t 
=
2
2
1
t
a
t
v
so
s o 

=
s
a
v
v o
t 2
2
2

=
penjelasan 

30. a
v
v
t o
t 
= 2
2
1
t
a
t
v
s o 
=
2
2
1





 






 
=
a
v
v
a
a
v
v
v
s o
t
o
t
o







 



= 2
2
2
2
2
2
1
a
v
v
v
v
a
a
v
v
v
s o
o
t
t
o
o
t
a
v
v
v
v
a
v
v
v
s
o
o
t
t
o
o
t
2
2
2
2
1
2
1




=
a
v
v
s
o
t
2
2
2
1
2
1

=
2
2
2
1
2
1
o
t v
v
as 
=
2
2
2 o
t v
v
as 
=
as
v
v o
t 2
2
2

=

31. Animasi GLBB

32. Animasi GLBB

33. Animasi GLBB

34. Animasi GLBB

35. Waktu (s) 0 1 2 3 4 5
Kecepatan (m/s) 2 5 8 11 14 17
= = 3 m/s2
5
15
10
20
1
0 2 3 4 5 t (s)
Kurva v vs t untuk GLBB
v (m/s)
Amati gerak dari t=1 sampai t=4
Δv = 9 m
Δt = 3 s
Kemiringan kurva:
9 m/s
3 s
Δv
Δt
a =
Untuk GLBB kemiringan
kurva kecepatan vs waktu
adalah tetap

36. Waktu (s) 0 1 2 3 4 5
Kecepatan (m/s) 2 5 8 11 14 17
5
10
15
20
1
0 2 3 4 5 t (s)
Jarak yang ditempuh = Luas
bagian di bawah kurva:
GERAK LURUS BERUBAH BERATURAN
v (m/s)
Amati gerak dari t=0 sampai t=5
1
2
(2  17)m/s × 5 s = 47,5 m
Δx =

37. Waktu 0 t
Kecepatan v0 vt
Δx = v0t  at
FORMULASI GERAK LURUS BERUBAH BERATURAN
vt  v0
t
=
Δv
Δt
a =
0 t t (s)
v
vt = v0  at
v0
vt
Δv=vt-v0
Δx = (v0  vt )(t )
1
2
2
1
2

38. Jika x adalah perpindahan benda, v adalah kecepatan
gerak, a adalah percepatan gerak dan t adalah waktu,
maka diantara grafik-grafik berikut yang menunjukkan
gerak lurus berubah beraturan adalah:
t
t
t
t t
v
B
E
a
C
v
x
A
a
D
Contoh Soal:

39. Animasi GLBB

40. GERAK TRANSLASI 1 DIMENSI
2
2
0
0
0
0
0
:
sesaat
Percepatan
:
rata
-
rata
Percepatan
:
sesaat
Kecepatan
ditempuh
yang
waktu
selang
ditempuh
yg
lintasan
panjang
:
rata
-
rata
Laju
:
rata
-
rata
Kecepatan
-
atau
:
arah
:
n
Perpindaha
dt
x
d
dt
dv
a
t
v
t
t
v
v
a
dt
dx
v
t
l
v
t
x
t
t
x
x
v
x
x
x
=
=


=


=
=


=
=


=


=


=


41. GERAK LURUS BERATURAN (GLB)
Gerak benda pada lintasan lurus dengan kecepatan tetap
X = x0 + vt
0
x0
x
t
V = Konstan
0
V = konstan
v
t
Posisi Kecepatan
Catatan : Percepatan (a) = 0

42. Percepatan
0
a = konstan
a
t
a = Konstan
v
t
v = v0 + at
Kecepatan
GERAK LURUS BERUBAH BERATURAN (GLBB)
Gerak lurus yang percepatannya tidak berubah (tetap) terhadap
waktu  dipercepat beraturan
x
t
x = x0 + v0t + ½ at2
Posisi

43. GERAK DENGAN PERCEPATAN TETAP (1 D)
( )t
v
v
x
x
x
a
v
v
at
t
v
x
x
t
t
a
v
v
t
t
t
t
t
)
4
)
(
2
)
3
)
2
)
(
)
1
0
2
1
0
2
0
2
2
2
1
0
0
0
0

=


=


=


=
Persamaan Kinematika GLB

44. GERAK JATUH BEBAS
( )t
v
v
y
y
y
a
v
v
t
a
t
v
y
y
t
a
v
v
y
y
y
y
y
y
y
y
y
).
4
)
(
2
).
3
).
2
).
1
0
2
1
0
2
0
2
2
2
1
0
0
0

=


=


=

=
j
a g
y 
=

45. GERAK PELURU (2 D)
)
,
0
(
0
0
0
tetap
v
a
t
v
x
x
v
v
x
x
x
x
x
=
=

=
=
)
(
2
2
0
2
2
2
1
0
0
0
tetap
g
a
gy
v
v
gt
t
v
y
y
gt
v
v
y
y
y
y
y
y
=

=

=


=

=
Persamaan Gerak Dalam
Arah Horisontal
Persamaan Gerak Dalam
Arah Vertikal

46. LATIHAN SOAL

47. Contoh Soal

48. Mobil biru ( GLB )
SB = V x t
= 10 x t = 10t
Mobil merah ( GLBB )
Vo= 0
a = V/t = 10/2,5 = 4
SM = Vo.t + ½ at2 = 0 + ½ 4.(t)2
= 2t2
Memerlukan waktu berapa lama mobil
merah menyusul mobil biru, serta
berapa jauh jarak yang ditempuhnya
Saat bertemu jarak yang ditempuh kedua
mobil sama
SB = SM
10t = 2t2
t = 5
Jadi mobil merah menyusul mobil biru
setelah berjalan 5 sekon
SM = ½ at2 = ½ 4.(5)2 = 50 m
Mobil merah menyusul mobil biru setelah
berjalan sejauh 50 m
V=10 m/s
t=2,5s

49. Waktu (s)
Kecepatan (m/s2) GLB
S1= v x t = 15 x 15 = 225 m
GLBB
Vo = 15 m/s; Vt = 0 ; t = 5
a = (Vt-Vo)/t = 15/5 = -3
S2 = Vo.t + ½ at2
= 15.5 + ½ -3.52 = 37,5 m
S = S1 + S2
= 225 + 37,5 = 262,5 m
Berapa jarak yang ditempuh
Atau menghitung
luasannya A1 = 15 x 15 = 225
A2 = (15x5)/2 = 37,5
A = 262,5
Kecepatan
(
ms-
1
)
Waktu ( s )
Berapa jarak yang ditempuh
O  A GLBB
Vo = 0 m/s; Vt = 20 ; t = 5
a = (Vt-Vo)/t = 20/5 = 4
SOA = Vo.t + ½ at2 = 0 + ½ 4.52 = 50 m
A
B
A  B GLBB
Vo = 20 m/s; Vt = 60 ; t = 5
a = (Vt-Vo)/t = (60-20)/5 = 8
SAB = Vo.t + ½ at2 = 20.5 + ½ 8.52
= 100 + 100 = 200 m
SOB = SOA + SAB = 50 + 200 = 250 m
A1 = ( 20 x 5 )/2 = 50
A2 = {(20+60)/2}x5 = 200
A = 250
Atau menghitung luasannya

50. Peserta lomba marathon dengan start sama, kemudian Alan dan Anna berlari
beriringan setelah berapa lama Alan dan Anna saling bertemu ( sejajar)
Waktu untuk menyelesaikan 5 menit !!!

51. GRAFIK GLBB
Kecepatan
(m/s)
waktu (s)
waktu (s)
Kecepatan
(m/s)
Waktu untuk menyelesaikan 5 mnt

52. GERAK VERTIKAL

53. GERAK VERTIKAL
KE ATAS
JATUH BEBAS
KE BAWAH

54. GERAK VERTIKAL KE ATAS
DASAR TEORI
Agar benda dapat bergerak ke
atas maka benda harus
mempunyai …, pada saat
benda berada di titik puncak
kecepatan benda ….
Rumus penting:
a) Vt = vo-gt
b) ht = vot-½ gt2
c) vt
2 = vo
2-2gh
V

55. CONTOH 1
1. Sebuah bola dilempar ke atas dengan kecepatan awal 20 m/s,
ketinggian maksimum yang dicapai adalah ……m
Penyelesaian:
diketahui: Vo= 20 m/s
g = 10 m/s2
ditanya : h ?
jawab: Pada saat benda dititik tertinggi,
kecepatan benda nol (vt = 0 )
Vt2=Vo2-2gh
h = Vo2/2g
= ( 202 )/ 2.10
= 20 m
Benda dilempar dengan kecepatan tertentu sehingga mencapai
tinggi maksimum 80 m. Besarnya kecepatan awal benda ?
catatan : Nilai percepatan gravitasi bumi adalah 10 m/s2

56. LATIHAN
1. Sebuah bola dilempar ke atas dengan kecepatan awal 20
m/s, Maka waktu yang digunakan untuk mencapai titik
tertinggi adalah … sekon.
2. Benda dilempar dengan kecepatan tertentu sehingga
mencapai tinggi maksimum 80 m. Besarnya kecepatan
awal benda adalah … m/s.

57. VERTIKAL KEBAWAH
DASAR TEORI
Gerak vertikal ke bawah terjadi jika
sebuah benda dari ketinggian
tertentu dilepas dengan
kecepatan awal
Rumus penting:
a) Vt=vo+gt
b) ht=vo t+½ gt2
c) vt
2= vo
2+2gh
g
v

58. CONTOH 2
Sebuah benda dilempar lurus ke bawah dengan kecepatan
10 m/s dari atas pohon dengan ketinggian 30 meter.
Berapa besar kecepatan benda setelah 2 sekon dilempar!
Penyelesaian:
Diketahui: ditanyakan:
Vo= 10 m/s Vt ?
h = 30 m
t = 2 s
Jawab :
Vt = Vo + g.t
= 10 + 10.2
= 30 m/s

59. JATUH BEBAS
DASAR TEORI
Gerak jatuh bebas dapat
terjadi jika benda
dijatuhkan dari ketinggian
tertentu tanpa kecepatan
awal
Rumus penting:
a) vt= gt
b) ht=½ gt2
c) vt
2= 2gh
Vo=0

61. CONTOH 3
Sebuah bola basket dijatuhkan dari ketinggian 20 meter
tanpa kecepatan awal. Hitunglah waktu benda sampai di
tanah!
Penyelesaian:
diketahui: ditanyakan:
h = 10 m t ? Vt ?
g = 10 m/s2
jawab :
h = ½ gt2 Vt= g.t
t = √ (2h/g) = 10. 2
t = √(2.20/10) = 20 m/s
t = 2 sekon