Gerak Lurus Beraturan

Pada kegiatan sehari-hari kita mendapati benda bergerak, mulai dari diri kita yang berjalan, orang lain berjalan, mobil bergerak di jalan raya, hingga pesawat yang terbang di udara. Gerak benda didefinisikan sebagai perubahan posisi suatu benda. Perubahan posisi ini didefinisikan apabila terjadi perbedaan lokasi terdapat koordinat referensi atau acuan.

Benda dapat bergerak pada lintasan tertentu, seperti mobil bergerak pada jalan raya. Mobil tersebut dapat dipandang sebagai bendanya, sedangkan jalan raya dapat kita asumsikan sebagai lintasannya. Apabila ukuran benda jauh lebih kecil dibandingkan ukuran lintasannya, maka benda tersebut maka dapat kita pandang sebagai sebuah partikel. Pada kasus mobil yang bergerak pada jalan raya, maka mobil ini dapat kita gantikan sebagai partikel yang bergerak pada sebuah lintasan. Hal ini disebabkan karena ukuran mobil jauh lebih kecil dibandingkan panjangnya jalan raya. Pada kasus makroskopis, dapat kita asumsikan bumi yang bergerak mengelilingi matahari matahari sebagai partikel karena ukuran bumi jauh lebih kecil dibandingkan lintasan orbit bumi yang berevolusi terhadap matahari.

Mari kita lihat fakta bahwa lintasan gerak benda dapat memiliki bentuk yang berubah-ubah. Lintasan ini dapat berupa garis lurus atau bahkan berbentuk lingkaran. Pada kasus dimana benda bergerak pada lintasan yang lurus maka kita sebut gerak benda ini sebagai gerak lurus. Secara konsep berarti kita dapat definiskan gerak lurus sebagai gerak suatu partikel yang memiliki lintasan yang lurus. Pada Gambar 1, kita dapat ilustrasikan sebuah mobil yang bergerak lurus.

Mobil pada gambar dapat dipandang bergerak lurus karena lintasannya berupa garis lurus yang diwakili oleh vektor perpindahan x. Mobil ini memiliki kecepatan v.

Kecepatan benda benda dapat konstan ataupun berubah-ubah. Apabila benda benda bergerak dengan kecepatan konstan, gerak ini disebut gerak lurus beraturan. Apabila kecepatan benda berubah secara teratur, gerak ini disebut gerak lurus berubah beraturan. Kecepatan benda juga dapat berubah tanpa adanya pola tertentu yang dapat kita modelkan dengan fungsi matematika tertentu.

Gerak Lurus Beraturan

Seperti pada pembasahsan sebelumnya kita mengenal gerak lurus beraturan sebagai gerak dengan kecepatan yang konstan. Pada kondisi ini perpindahan, x yang dialami benda dapat kita nyatakan:

$ x = vt$

dimana, x adalam perpindahan dalam saturan meter (m) dan v adalah kecepatan benda dalam meter per sekon (m/s).

Contoh:

Dafi mengendarai mobil dengan kecepatan 30 m/s, apabila dia berkendara selama 2 menit dengan kecepatan konstan berapakah jarak yang ditempuh dafi?

Diketahui:

v = 30 m/s,

Waktu yang ditempuh dafi, t = 2 menit = 2x60 sekon = 120 sekon.

Ditanya:

Karena jarak benda sama dengan perpihannya, maka x ..?

Solusi:

$ x= vt$

$ x= 30\times 120=3600 \text{ m atau = 3,6 km}$

Sebuah kapal ekplorasi minyak menggunakan sonar untuk menentukan kedalaman lautan. Apabila waktu pantulan bunyi yang tertangkap sensor 4 detik, maka berapakah kedalaman lautan yang diprediksi? (Pentunjuk: kecepatan bunyi di air laut : 1400 m/s)

Diketahui:

v = 1400 m/s

Pada kasus sonar, waktu yang dibutuhkan bunyi mencapai dasar laut adalah setengah waktu pantulannya, maka t =2 s.

Ditanya:

Kedalaman lautan disini adalah jarak atau perpindahan bunyi, maka x ...?

Solusi:

$x=v\times t=1400\times 2 =2800 \text{ m atau 2,8 km}$

Grafik Jarak vs Waktu pada GLB

Gerak benda juga dapat dijelaskan melalui grafik. Pada GLB grafik Jarak vs waktu dapat disajikan untuk mendesripsikan jarak yang yang ditempuh suatu benda. Pada Gambar 2, dapat disajikan dua benda yang bergerak dengan kecepatan konstan.

Pada grafik tersebut dapat dilihat mobil A dan B melaju dengan kecepatan konstan yang ditunjukkan dengan kemiringan atau gradien kurva yang tetap. Semakin besar gradien kurva maka benda dideskripsikan memiliki kecepatan yang semakin besar. Pada kasus ini mobil B bergerak dengan kecepatan yang lebih tinggi dibandingkan mobil A. Kurva mobil A memiliki gradien x terhadap t yang lebih besar.

Besarnya gradien grafik x terhadap t menunjukkan kecepatan suatu benda, untuk memahaminya lihatlah contoh berikut ini:

Sebuah mobil yang bergerak dideskripsikan pada gambar berikut ini. Tentukan kecepatan benda berdasarkan grafik tersebut.