Usaha dan Energi

Usaha dan Energi

Usaha adalah besarnya energi untuk merubah posisi yang diberikan gaya pada benda atau objek. Usaha yang dilakukan suatu objek didefinisikan sebagai perkalian antara jarak yang ditempuh dengan gaya yang searah dengan perpindahannya.
Agar kamu mampu memahami materi Usaha dan Energi dengan baik, kamu harus memahami terlebih dahulu materi:

• Gerak Lurus (GLB dan GLBB)
• Hukum Newton
• Gaya Gravitasi

Usaha dinotasikan dengan W yang merupakan singkatan bahasa Inggris dari Work yang berarti kerja. Satuan usaha adalah Joule yang didefinisikan sebagai besarnya energi yang dibutuhkan untuk memberi gaya sebesar satu Newton sejauh satu meter. Oleh sebab itu, 1 Joule sama dengan 1 Newton meter (N.m).
Rumus Usaha dinotasikan dengan:

Dimana,
= Usaha yang dilakukan (Joule)
= Gaya yang diberikan (N)
= jarak perpindahan objek (m)
Agar kamu dapat memahami konsep Usaha dengan baik, perhatikan gambar lintasan Usaha dan komponennya di bawah ini.

[Sumber: Douglas C. Giancoli, 2005]

Jika gaya yang diberikan pada objek membentuk sudut maka persamaannya menjadi:

Dimana,
= sudut yang dibentuk gaya terhadap perpindahan.
Nilai usaha dapat berupa positif atau negatif tergantung arah gaya terhadap perpindahannya. Jika gaya yang diberikan pada objek berlawanan arah dengan perpindahannya, maka usaha yang diberikan bernilai negatif. Jika gaya yang diberikan searah dengan perpindahan, maka objek tersebut melakukan usaha positif.
Usaha juga dapat bernilai nol (0) atau objek tidak melakukan usaha jika,

• Diberikan gaya namun tidak terjadi perpindahan.
• Gaya yang diberikan tegak lurus dengan perpindahan ()

Energi

Energi merupakan salah satu konsep paling penting dalam ilmu pengetahuan. Energi tidak dapat didefinisikan secara ringkas saja. Akan tetapi pada materi kali ini karena energi berhubungan dengan usaha, maka energi dapat didefinisikan sebagai kemampuan untuk melakukan usaha.

Energi Kinetik

Energi Kinetik adalah energi gerak, energi yang dimiliki benda atau objek karena geraknya. Energi kinetik berasal dari kata Yunani kinetikos yang artinya bergerak. Jadi, kamu pasti tahu kan kalau setiap benda yang bergerak maka benda tersebut memiliki energi kinetik.
Rumus Energi Kinetik dinotasikan dengan:

Dimana,
= Energi Kinetik benda (Joule)
= massa benda (kg)
= kecepatan benda (m/s²)
Usaha merupakan besarnya energi. Pada konteks ini, usaha merupakan perubahan energi. Hubungan usaha dengan Energi Kinetik dinotasikan dengan:

Dimana,
= Usaha yang dilakukan benda (Joule)
= perubahan Energi Kinetik (Joule)
= perubahan kecepatan (m/s²)

Energi Potensial

Saat benda bergerak, dapat dikatakan benda memiliki energi kinetik. Akan tetapi, benda juga kemungkinan memiliki Energi Potensial. Energi Potensial adalah energi yang dimiliki benda karena posisinya atau bentuk maupun susunannya. Salah satu contoh energi potensial adalah energi potensial gravitasi atau selanjutnya kita sebut Energi Potensial. Energi Potensial disebabkan adanya gaya gravitasi. Suatu benda memiliki energi potensial yang besar jika massanya semakin besar dan ketinggiannya semakin tinggi.
Rumus Energi Potensial dinotasikan dengan:

Dimana,
= Energi Potensial benda (Joule)
= kecepatan gravitasi (9,8 m/s²)
= ketinggian benda (m)
Hubungan usaha dengan Energi Potensial dinotasikan dengan:
Dimana,
= perubahan ketinggian (m)

Energi Mekanik

Energi Mekanik merupakan bentuk energi yang berkaitan dengan gerak. Nah, kedua tipe energi diatas yakni Energi Kinetik dan Energi Potensial merupakan bagian dari Energi Mekanik.
Persamaan Energi Mekanik dinotasikan dengan:

Energi Mekanik yang dimiliki suatu benda nilainya selalu konstan/tetap pada setiap titik lintasan benda, inilah yang disebut sebagai Hukum Kekekalan Energi. Energi tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan, energi hanya dapat berubah bentuk dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Maka persamaan Hukum kekekalan energi dinotasikan dengan:

Dimana,
= Energi Mekanik benda (Joule)
= energi mekanik di posisi 1
= energi mekanik di posisi 2

Contoh Soal Usaha dan Energi

Kotak bermassa M dengan bagian atas terbuka bergerak sepanjang bidang datar tanpa gesekan dengan kecepatan v₁. Benda dengan massa M dijatuhkan dari atas dan masuk ke dalam kotak, sementara kotak tetap bergerak dengan laju v₂. Beberapa saat kemudian, benda dengan massa M dijatuhkan dari atas dan masuk ke dalam kotak dan kotak terus bergerak dengan kecepatan v₃. Dari kasus ini, pernyataan yang BENAR adalah …. (Fisika Simak UI 2013)
(1) v₂ = v_i
(2) v₂ = v_i
(3) v₃ = v_i
(4) v₃ = v₂
SOLUSI:
Dalam penyelesaian ini menggunakan prinsip hukum kekekalan energi [∆E= 0]. Karena kotak tidak mengalami perpindahan ketinggian, maka tidak ada gaya potensial yang terjadi sehingga perubahan energi yang terjadi hanya energi kinetik.
Diketahui,

• m₁ = M.
• m₂ = 5/4M.
• m₃ = 2M.

Kita cari semua komponen yang ditanyakan dengan menggunakan Persamaan Hukum Kekekalan Energi:
((1) BENAR dan (2) SALAH)
((4) SALAH)
((3) BENAR)
Jawaban: B
(B) Jika (1) dan (3) yang benar

Read More

VEKTOR

Vektor adalah jenis besaran yang mempunyai nilai dan arah. Besaran yang termasuk besaran vektor antara lain perpindahan, gaya, kecepatan, percepatan, dan lain lain. Sebuah vektor digambarkan sebagai sebuah ruas garis berarah yang mempunyai titik tangkap (titik pangkal) sebagai tempat permulaan vektor itu bekerja. Panjang garis menunjukkan nilai vektor dan arah panah menunjukkan arah vektor itu bekerja. Garis yang melalui vektor tersebut dinamakan garis kerja.

Penulisan sebuah simbol besaran vektor dengan menggunakan huruf tegak dicetak tebal, misalnya vektor AB ditulis AB. Selain itu, dapat pula dinyatakan dengan huruf miring dengan tanda panah di atasnya :

Besar (nilai) sebuah vektor dinyatakan dengan huruf miring AB. Selain itu dapat pula dituliskan dalam garis mutlak, yaitu dua garis tegak sejajar, pada kedua sisi notasi vektor, misalnya, besarnya vektor AB = AB = |AB|.

Menggambar Vektor Dalam Bidang Datar (Dua Sumbu)

Pada bidang datar, vektor mempunyai dua komponen yaitu pada sumbu x dan sumbu y, tampak seperti pada gambar diatas. Sebuah vektor dapat saja mempunyai satu komponen bila vektor tersebut berada pada salah satu sumbu x atau y. Komponen vektor adalah vektor-vektor yang bekerja pada saat yang bersamaan sehingga menghasilkan satu vektor dengan arah tertentu (resultan). Oleh karena vektor tergantung pada besar dan arah, maka vektor tersebut dapat dipindahkan titik tangkapnya asal besar dan arahnya tetap.

Penulisan matematis A dapat ditulis dalam komponenkomponennya : A = A_x + A _y; A merupakan jumlah dari komponen-komponennya.

Cara lain untuk menuliskan vektor, yaitu:

A = A_xi + A _y j

Dimana A_x dan A_y  menunjukan besar (harga) vektor pada masing-masing komponen sumbu x dan sumbu y, sedangkan i dan j adalah vektor satuan pada masing-masing komponen sumbu x dan sumbu y.

Vektor Satuan

Vektor satuan adalah vektor yang besar/harganya satu satuan; vektor yang telah diuraikan ke sumbu x(i), sumbu y(j), dan sumbu z(k). Dikatakan vektor satuan karena besar vektor = |i| = |j| = |k| = 1. Misalnya, vektor A mempunyai komponen sumbu x(A_x ), pada sumbu y(A_y ) dan sumbu z(A_z ), maka vektor A dapat ditulis dalam lambang vektor sebagai berikut.

A = A_x i + A_x j + A_x k

Panjang vektor A adalah :

Read More

Momentum, Impuls, dan Tumbukan Fisika

Momentum dapat didefinisikan sebagai perkalian antara massa benda dengan kecepatan benda tersebut. Ia merupakan besaran turunan dari massa, panjang, dan waktu. Momentum adalah besaran turunan yang muncul karena ada benda bermassa yang bergerak. Dalam fisika besaran turunan ini dilambangkan dengan huruf “P”. Berikut rumus momentum

P = m V

P = momentum (kg.m.s^-1)
m = massa benda (kg)
V = kecepatan benda (m.s^-1)

Dari rumus momentum di atas dapat disimpulkan momentum suatu benda akan semakin besar jika massa dan kecepatannya semakin bear. Ini juga berlaku sebaliknya, semakin kecil massa atau kecepatan suatu benda maka akan semakin kecil pula momentumnya. Ilmu fisika mengenal yang namanya hukum kekalan momentum yang berbunyi

“Momentum sebelum dan sesudah tumbukan akan selalu sama”

Misalkan ada dua benda yang memiliki kecepatan dan massa masing-masing bertumbukan dan setelah tumbukan masing-masing benda  mempunyai kecepatan yang berbeda maka menurut hukum kekekalan momentum

m₁V₁ +m₂V₂ = m₁V₁‘ + m₂V₂‘

Contoh Soal Momentum

Misalkan sobat hitung yang gemuk dengan berat badan 110 kg berlari dengan kecepatan tetap 72 km/jam. Berapa momentum dari sobat hitung tersebut?
P = m.v
Kecepatan harus dalam m/s, 72 km/ jam = 72000/3600 = 20 m/s
P = 110 x 20 = 2.220 kg m/s

Impuls

Perhatikann sobat, ketika bola kalian tendang pasti terjadi kontak kaki dengan bola, saat itu pula gaya dari kaki akan bekerja pada bola dalam tempo atau waktu yang sangat singkat. Waktunya hanya sepersekian sekon, selama terjadi kontak kaki sobat dengan bola. Bekerjanya gaya tersebut terhadap bola dalam waktu yang sangat singkat itulah yang disebut impuls. Lebih sederhananya, impuls adalah perkalian gaya (F) dengan selang waktu (t). Impuls bekerja di awal sehingga membuat sebuah benda bergerak dan mempunyai momentum. Secara matematis impuls dapat dirumuskan

I = F Δt

I = impuls (Nt)
F = gaya (N)
t = waktu (s)

Contoh Soal

Lionel messi mengambil tendangan bebas tepat di garis area pinalti lawan. Jika ia menendang dengan gaya 300 N dan kakinya bersentuhan dengan bola dalam waktu 0,15 sekon. Hitunglah berapa besar impuls yang terjadi

I = F.Δ t
I = 300. 0,15 = 45 Nt

Apa Hubungan Impul dengan Momentum?

Salah satu hukum newton mengatakan bahwa gaya yang bekerja pada suatu benda sama dengan perkalian massa dengan percepatannya.

F = m.a.
Jika kita masukkan ke rumus I = F. Δt
I = F. Δt
I = m.a (t2-t1)
I = m v/t (t2-t1)
I = m.v1 – mv2
Jadi dapat disimupulkan bahawa”Besarnya impuls yang bekerja/dikerjakan pada suatu benda sama dengan besarnya perubahan momentum pada benda tersebut.”

Tumbukan

Tumbukan merupakan peristiwa bertemunya dua buah benda yang bergerak. Saat tumbukan selalau berlaku hukum kekekalan momentum tapi tidak selalu berlaku hukum kekekalan energi kinetik. Mungkin sebagian energi kinetik diubah menjadi energi panas akibat adanya tumbukan. Dikenal 3 jenis tumbukan.

1. Tumbukan Lenting Sempurna

Dua buah benda bisa dibilang mengalami tumbukan lenting sempurna bila tidak ada kehilangan energi kinetik ketika terjadi tumbukan. Energi kinetik sebelum dan sesudah tumbukan sama demikian juga dengan momentum dari sistem tersebut. Dalam tumbukan lenting sempurna secara matematis bisa dirumuskan

V₁ + V_1′ = V₂ + V₂‘

2. Tumbukan lenting Sebagian

Dua buah benda dikatakan mengalami tumbukan lenting sebagaian bila ada kehilangan energi kinetik setelah tumbukan. Secara matematis kecepatan masing-masing benda sebelum dan sesudah tumbukan dapat diliha pada rumus berikut

eV₁ + V₁ = eV₂ + V₂

e pada persamaan di atas adalah koefiseien retitusi yang nilainya bergerak antara 0 sampai 1. Contoh tumbukan lenting sebagian yang pernah sobat hitung jumpai adalah bola bekel yang jatuh dan memantul berulang-ulang hingga akhirnya berhenti. Karena ada nilai e maka tinggi pantulann jadi lebih rendah dari pada tinggi mula-mul. Secara matemtis tinggi pantulna ke-n tumbukan adalah

h_n = h_o.e²ⁿ

contoh soal
Sebuah bola bekel jatuh dari ketinggian 4 meter, lalau dia mengalami pemantulan berulang. Jika koefisien restitusi adalah 0,7, maka berapa tinggi bola bekel setelah pemantulan ke-5?
Jawab

h₅ = 4.0,7¹⁰ = 0,113 m = 11,3 cm

3. Tumbukan tidak lenting sama sekali

Dua buah benda dikatakan mengalami tumbukan tidak lenting sama sekali jika setelah tumbukan kedua benda tersebut menjadi satu dan setelah tumbukan kedua benda tersebut memiliki kecepatan yang sama. Momentum sebelum dan sesudah tumbukan juga bernilai sama. Secara matematis  dirumuskan

m₁V₁ + m₂V₂ =(m₁+m₂)V’

Contoh peristiwa tumbukan ini sering dijumpai dalam ayunan balistik.

Peristiwa Ayunan Balistik

Sebuah perluru dengan massa m ditembakkan dengan kecepatan v sehingga menumbuk sebuah balok yang terikat oleh tali. Jika setelah tumbukan keduanya menyaut dan mencapati tinggi maksimum H (titik puncah saat balok dan peluru berhenti). Maka kita dapatkan persamaan

mv = (m+M) √2gh

Contoh soal

Sebuah peluru bermassa 20 gram, ditembakkan mengenai sebuah balok pada ayunan balistik yang massanya 1 kg. Jika peluru tertancap pada balok hingga mereka mencapai tinggi maksimal 25 cm. Berapa kecepatan peluru mula-mula peluru tersebut?
mv = (m+M) √2gh
0,02.v = (0,02+1) √2.10.0,25
0,02.v = 1,02 √5
v = (1,02+√5)/0,02
v = 162,8 m/s

Read More

Besaran Pokok dan Besaran Turunan beserta Satuannya

Pengertian besaran dalam fisika
Di dalam fisika besaran dirtikan sebagai sesuatu yang dapat diukur atau dihitung dan mempunyai nilai (besar) yang dinyatakan dengan angka dan satuan. Contoh besaran  : massa, kecepatan, panjang.

Pengertian satuan dalam fisika
Di dalam fisika satuan diartikan sebagai suatu pembanding di dalam kegiatan pengukuran suatu besaran.

Jenis-jenis satuan
a. Satuan baku : merupakan suatu pembanding yang memberikan hasil yang sama apabila dilakukan oleh beberapa orang. Contoh satuan baku : m, cm, kg, gram, dll.
b. Satuan tidak baku : merupakan suatu pembanding yang akan memberikan haasil berbeda apabila dilakukan oleh beberapa orang. Contoh : jangkal, hasta, kaki, yard
Misalnya Tina dan Tino mengukur panjang buku yang sama menggunakan penggaris dan jengkal tangan masing-masing. Tina dan menyatakan jika panjang buku 20 cm dan 1.5 jengkal tangannya, sedangkan Tino menyatakan panjang buku 20 cm dan 1.25 jengkal tangannya. Jengkal tangan memberikan hasil yang berbeda jika pengukuran dilakukan oleh orang yang berbeda.

Satuan internasional (SI) merupakan satuan yang telah disepakati secara Internasional dan digunakan oleh berbagai negara.
Syarat SI :
a. Bersifat Internasional sehingga dapat digunakan oleh berbagai negara
b. Mudah ditiru
c. Bersifat tetap
Satuan Internasional meliputi meter sebagai satuan panjang, kilogram sebagai satuan massa dan sekon sebagai satuan waktu sehingga satuan SI juga disebut satuan MKS (m.kg,s).

Jenis-jenis besaran
Besaran-besaran di dalam fisika, dibedakan menjadi beberapa jenis, yaitu :
a. Berdasarkan nilai dan arahnya besaran dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu :
1. Besaran skalar
Besaran skalar adalah besaran yang hanya mempunyai nilai (besar) saja dan tidak mempunyai arah. Contoh besaran skalar : massa, waktu, suhu, luas,volume
2.

Besaran vektor
Besaran vektor adalah besaran yang mempunyai nilai dan mempunyai arah. Sesuai kesepakatan apabila besaran vektor tersebut arahnya ke kiri dan ke bawah maka besaran tersebut bernilai negatif (-) sedangkan apabila besaran vektor tersebut arahnya ke kanan dan ke atas maka besaran tersebut bernilai positif (+)
Contoh besaran vektor : kecepatan, percepatan, gaya.

b. Berdasarkan satuannya besaran dibedakan menjadi 2 janis, yaitu :
1. Besaran pokok
Besaran pokok adalah besaran yang satuannya telah ditetapkan atau didefinisikan terlebih dahulu. Ada 7 besaran pokok di dalam fisika. Besaran pokok beserta satuannya seperti yang ditunjukkan pada tabel di bawah ini.

2. Besaran turunan
Besaran turunan adalah besaran yang satuannya diturunkan dari satuan besaran pokok. Contoh besaran turunan beserta satuannya seperti yang ditunjukkan pada tabel di bawah ini 

Kecepatan diturunkan dari besaran panjang dan waktu. Yaitu panjang lintasan yang ditempuh dalam selang waktu tertentu, sehingga satuan kecepatan m/s.

Read More

Gerak Melingkar Beraturan (GMB)

 

Gerak Melingkar Beraturan (GMB). Mirip dengan GLB, gerak melingkar beraturan di definisikan sebagai gerak suatu benda menempuh lintasan melingkar dengan kelajuan (besar kecepatan) tetap. Pada GMB, besar kecepatan linear (atau kelajuan linear) adalah tetap, tetapi vektor kecepatan linear setiap saat berubah (tidak tetap). Sedangkan vektor kecepatan sudut adalah tetap karena baik besar maupun arah dari kecepatan sudut setiap saat tetap. Percepatan sudut maupun percepatan tangensial sama dengan nol.

Besaran-besaran dalam Gerak Melingkar Beraturan

Periode dan Frekuensi
Periode (T) didefinisikan sebagai selang waktu yang dipergunakan oleh suatu titik materi pada benda yang berputar terhadap suatu proses tertentu, untuk menempuh satu kali putaran (satu kali melingkar). Frekuensi (f) didefinisikan sebagai banyaknya putaran yang dapat dilakukan oleh suatu titik materi yang berputar terhadap suatu proses tertentu, dalam selang waktu satu sekon.
Secara matematis, periode, dan frekuensi dirumuskan sebagai berikut:

Keterangan:
n= banyaknya putaran
t= waktu tempuh (s)
T= periode(s)
f= frekuensi (Hz)

Kecepatan Linear (v) dan kecepatan sudut (ω)
Kecepatan linear (v) adalah hasil bagi panjang  lintasan linear yang ditempuh partikel dengan selang waktu tempuhnya. Sedangkan kecepatan sudut (ω) adalah hasil bagi sudut pusat yang ditempuh partikel dengan selang waktunya.

Secara matematis, kecepatan linear dan kecepatan sudut dirumuskan sebagai berikut

Hubungan antara kecepatan linear dengan kecepatan sudut dirumuskan sebagai berikut

Percepatan Sentripetal (α_s)
Pada partikel yang melakukan gerak melingkar beraturan, percepatan tangensial bernilai nol tetapi partikel tersebut masih mengalami percepatan sentripetal αs. Percepatan sentripetal didefinisikan sebagai percepatan yang selalu tegak lurus terhadap kecepatan linearnya dan mengarah ke pusat lingkaran.

Percepatan sentripetal dapat dicarai dengan persamaan beriku

Persamaan Gerak pada Gerak Melingkar Beraturan
Analogi dari gerak beraturan adalah gerak melingkar beraturan. Oleh karena itu, persamaan untuk gerak melingkar beraturan mirip dengan gerak lurus beraturan. Dalam GMB, kecepatan sudut rata-rata sema dengan kecepatan sudut sesaat.

Misalkan paa keadaan awal (t₀=0), posisi partikel θ₀ maka:

Dengan demikian, berlaku persamaan

Read More

FUNGSI KOMPOSISI

FUNGSI KOMPOSISI

Dan pada kesempatan kali ini kita akan membahas mengenai Fungsi Komposisi. Apa itu Fungsi Komposisi?

Misalkan kita memiliki fungsi f(x) = 2x + 3 dengan domainnya adalah bilangan real, dan g(x) = √(x – 1) dengan domain x ≥ 1 untuk x bilangan real. Fungsi komposisi g ○ f dapat digambarkan sebagai berikut.

Mula-mula x merupakan anggota domain f yang selanjutnya dipetakan oleh f ke bayangan x, yaitu f(x). Dari f(x) dipetakan kembali oleh g ke g(f(x)). Dengan demikian fungsi komposisi g ○ f adalah pemetaan x anggota domain f oleh fungsi f, selanjutnya bayangannya dipetakan kembali oleh g. Uraian tersebut memperjelas definisi dari fungsi komposisi berikut.

adversitemens

Diketahui f dan g dua fungsi sembarang, maka fungsi komposisi f dan g ditulis g ○ f didefinisikan sebagai (g ○ f)(x) = g(f(x)) untuk setiap x anggota domain f.

Syarat yang harus dipenuhi agar fungsi f dan fungsi g dapat dikomposisikan menjadi fungsi komposisi g ○ f adalah irisan antara daerah hasil fungsi f dan daerah asal fungsi g bukan himpunan kosong.

Perhatikan contoh berikut :

1. Jika f(x) = 2x + 3 dan (f o g) = 2x² + 6x – 7, maka g(x) = …

 Penyelesaian :

(f o g)(x)     = 2x² + 6x – 7

    f(g(x))     =  2x² + 6x – 7

 2(g(x)) + 3 = 2x² + 6x – 7

2 (g(x))       =  2x² + 6x –10

jadi      g(x) = x² + 3x – 5

2. Fungsi g: R → R ditentukan oleh g(x) = x² – 3x + 1 dan f: R → R sehingga (f o g)(x) = 2x² – 6x – 1

maka f(x) = ….

Penyelesaian :

(f o g)(x)            = 2x² – 6x – 1

 f (g(x))             = 2x² – 6x – 1

 f ( x² – 3x + 1)  = 2x² – 6x – 1

                           = 2 ( x² – 3x + 1 ) – 3

Jadi       f (x)      = 2x – 3

3. Jika f(x) = x² + 3x dan g(x) = x – 12, maka nilai (f o g)(8) adalah ….

Penyelesaian :

 g(8) = 8 – 12 = – 4

jadi (f o g) (8) = f(g(8)) = f(-4) = (-4)² + 3(-4) = 16 – 12 = 4

4. Diketahui (f o g)(x) = x² + 3x + 4 dan g(x) = 4x – 5. Nilai dari f(3) adalah ….

Penyelesaian :

(f o g)(x)     = x² + 3x + 4

f (g(x))        =  x² + 3x + 4

Untuk    g(x)    = 3              maka

           4x – 5   = 3

                   4x = 8

                    x = 2

Karena  f (g(x))  =  x² + 3x + 4   dan  untuk g(x) = 3 didapat x = 2

Sehingga :

f (3) =  2² + 3 . 2 + 4   =   4 + 6 + 4   =   14

Read More

Pengertian Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

Pengertian GLBB sangatlah beragam. Tergantung sumber dan pemikiran masing-masing orang. Berikut adalah beberapa pengertian GLBB menurut beberapa sumber:

• Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak lurus suatu obyek, di mana kecepatannya berubah terhadap waktu akibat adanya percepatan yang tetap. Akibat adanya percepatan rumus jarak yang ditempuh tidak lagi linier melainkan kuadratik (sumber: id.wikipedia.org).
• Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) adalah gerak lurus pada arah mendatar dengan kecepatan v yang berubah setiap saat karena adanya percepatan yang tetap. Dengan kata lain benda yang melakukan gerak dari keadaan diam atau mulai dengan kecepatan awal akan berubah kecepatannya karena ada percepatan (a= +) atau perlambatan (a= –) (sumber: bebas.xlsm.org).
• GLBB adalah gerak suatu benda pada lintasan garis lurus dengan percepatan tetap. Maksud dari percepatan tetap yaitu percepatan percepatan yang besar dan arahnya tetap (sumber: sidikpurnomo.net).

Jadi, gerak lurus berubah beraturan adalah gerak benda dengan lintasan garis lurus dan memiliki kecepatan setiap saat berubah dengan teratur.

Pada gerak lurus berubah beraturan gerak benda dapat mengalami percepatan atau perlambatan. Gerak benda yang mengalami percepatan disebut gerak lurus berubah beraturan dipercepat, sedangkan gerak yang mengalami perlambatan disebut gerak lurus berubah beraturan diperlambat.
Benda yang bergerak semakin lama semakin cepat dikatakan benda tersebut mengalami percepatan.
Suatu benda 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.
Grafik kecepatan terhadap waktunya adalah seperti gambar di bawah ini.

Grafik menunjukkan gerak lurus berubah beraturan karena garis pada grafik lurus yang menunjukkan bahwa percepatannya tetap.

Rumus Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

Rumus GLBB ada 3, yaitu:

Keterangan:

Vt = kecepatan akhir atau kecepatan setelah t sekon (m/s)

V0 = kecepatan awal (m/s)

a = percepatan (m/s2)

t = selang waktu (s)

s = jarak tempuh (m)

Hubungan GLBB dengan Matematika

Kita bisa menghitung jarak tempuh yang dialami benda yang bergerak lurus berubah beraturan dengan rumus luas matematika. Seperti pada contoh gambar dibawah ini:

Sebuah titik partikel melakukan gerak dengan grafik hubungan kecepatan (v) terhadap 
waktu (t) seperti terlihat pada gambar di samping. Berapakah jarak yang ditempuh titik partikel selama 8 sekon tersebut?

 

Jawab:

Cara Saya:
s = luas I + luas II + luas III 
s = (1⁄2 . 4 . 10) + (2 . 10) + (1⁄2 . 2 . 10) 
s = 20 + 20 + 10 = 50 m
Nah, jauh lebih simple dan cepat, kan? :)

Contoh GLBB

Gerak Jatuh Bebas

Gerak jatuh bebas adalah gerak benda yang jatuh dari suatu ketinggian tanpa kecepatan awal di sekitar bumi. Gerak jatuh bebas dipengaruhi oleh gaya gravitasi. Benda-benda yang jatuh bebas. Rumus ini akurat saat benda dijatuhkan di ruang hampa.

Keterangan:

vt = kecepatan saat t sekon (m/s)

g = percepatan gravitasi bumi (9,8 m/s2)

h = jarak yang ditempuh benda (m)

t = selang waktu (s)

Gerak Vertikal ke Bawah

Gerak Vertikal ke bawah adalah gerak suatu benda yang dilemparkan vertikal ke bawah dengan kecepatan awal dan dipengaruhi oleh percepatan. Rumus-rumus gerak vertikal ke bawah adalah sebagai berikut.

Keterangan:

h = jarak/perpindahan (m)

v0 = kecepatan awal (m/s)

vt = kecepatan setelah t (m/s)

g = percepatan gravitasi (9,8 m/s2)

t = selang waktu (s)

Gerak Vertikal ke Atas

Gerak vertikal ke atas adalah gerak suatu benda yang dilempar vertikal ke atas dengan kecepatan awal tertentu (v0) dan percepatan g saat kembali turun. Rumus gerak vertikal ke atas adalah sebagai berikut.



Di titik tertinggi benda, kecepatan benda adalah nol. Persamaan yang berlaku di titik tertinggi adalah sebagai berikut.

Keterangan:

tnaik = selang waktu dari titik pelemparn hingga mencapai titik tertinggi (s)

v0 = kecepatan awal (m/s)

g = percepatan gravitasi (9,8 m/s2)

hmaks = jarak yang ditempuh hingga titik tertinggi (m)

Saat mulai turun, persamaannya sama seperti gerak jatuh bebas. Rumusnya adalah:

Read More