Hal itulah yang membuat gerak lurus berubah beraturan menjadi topik penting yang harus kita pahami karena jika tidak menguasai konsep GLBB maka kita akan mengalami kesulitan di beberapa topik lanjutan yang berhubungan. Misalnya saja saat menentukan energi kinetik suatu benda yang bergerak GLBB. Jika kita tidak tahu rumus menentukan kecepatan akhir benda, maka kita tidak bisa menentukan enegi kinetik akhirnya.
Definisi Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
Sesuai dengan namanya, gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak pada lintasan berupa garis lurus yang kecepatannya berubah secara teratur. Kecepatan benda dapat berubah secara teratur karena benda mengalami percepatan atau perlambatan yang konstan atau tetap. Jadi, gerak lurus berubah beraturan juga dapat diartikan sebagai gerak lurus yang percepatannya tetap.
Percepatan merupakan besaran yang menyatakan perubahan kecepatan per satuan waktu dan biasa disimbolkan dengan huruf a. Jadi, secara matematis besar percepatan suatu benda dapat ditulis sebagai berikut :
|
Keterangan :
a = percepatan benda (m/s2)
Δv = vt - vo = perubahan kecepatan benda (m/s)
Δt = perubahan waktu (s)
Meskipun dinamakan percepatan, akan tetapi percepatan tidak hanya menyatakan kenaikan kecepatan. Karena percepatan digunakan untuk menyatakan perubahan kecepatan, maka bisa saja kecepatannya naik atau turun. Berdasarkan kenyataan tersebut, maka umumnya percepatan terdiri dari dua jenis yaitu percepatan positif dan percepatan negatif.
Percepatan bernilai positif jika percepatan tersebut menyebabkan kecepatan meningkat. Dalam hal ini, percepatan berfungsi sesuai dengan namannya yaitu mempercepat. Sedangkan percepatan negatif merupakan percepatan yang bernilai negatif yaitu percepatan yang menyebabkan kecepatan benda menurun. Dalam hal ini, percepatan negatif seringjuga disebut perlambatan.
Ciri-ciri Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
Suatu benda dikatakan bergerak lurus berubah beraturan jika menunjukkan ciri-ciri sebagai berikut :
- Lintasan berupa garis lurus atau lintasan yang masih bisa dianggap lurus
- Kecepatan benda berubah secara teratur (naik atau turun)
- Benda mengalami percepatan tetap (a = konstan)
- Grafik v-vs-t miring ke atas atau ke bawah
Adakalanya dalam soal tidak disebutkan percepatan atau perlambatan dan hanya diketahui kecepatan awalnya saja. Dalam hal ini kita harus jeli dalam mengelompokkan jenis gerak benda apakah termasuk GLBB atau GLB.
Beberapa contoh GLBB yang sering muncul dalam soal dan tidak pernah menunjukkan keterangan tentang ciri-ciri di atas adalah gerak jatuh bebas, gerak vertikal ke atas, gerak vertikal ke bawah, gerak parabola pada bagian sumbu y dan sebagainya.
Pada kasus gerak benda jatuh bebas atau gerak vertikal, kita harus langsung tahu bahwa gerak tersebut merupakan gerak lurus berubah beraturan karena gerak benda dipengaruhi oleh percepatan gravitasi yang berfungsi menaikkan atau menurunkan kecepatan benda.
Jadi, kalaupun ciri-ciri gerak lurus berubah beraturan tidak dideskripsikan secara eksplisit di dalam soal, kita harus sudah tahu mengelompokkannya. Cara termudah untuk memahaminya yaitu lihat kata kunci yang mengarah pada ciri-ciri GLBB misalnya 'berhenti', 'kecepatan akhir', 'percepatan gravitasi', 'ketinggian maksimum', 'kecepatan setelah t detik' dan sebagainya.
Rumus Umum Gerak Lurus Berubah Beraturan GLBB
Pada GLBB ada tiga rumus utama yang harus kita ingat dan pahami. Ketiga rumus ini sangat berguna karena seringkali digunakan dalam soal-soal lanjutan misalnya tentang momentum, daya, usaha, energi, dan sebagainya. Berikut rumus utama GLBB :
| vt = vo ± a.t vt2 = vo2 ± 2.a.s s = vo.t ± ½.a.t2 |
Dengan :
vt = kecepatan setelah t detik (m/s)
vo = kecepatan mula-mula (m/s)
a = percepatan/perlambatan (m/s2)
s = perpindahan benda (m)
t = waktu tempuh (s)
vt = kecepatan setelah t detik (m/s)
vo = kecepatan mula-mula (m/s)
a = percepatan/perlambatan (m/s2)
s = perpindahan benda (m)
t = waktu tempuh (s)
Keterangan :
Tanda ± disesuaikan dengan percepatannya. Jika percepatan negatif dan kecepatan benda turun, maka gunakan tanda kurang (-). Sebaliknya, jika percepatan positif dan kecepatan benda naik, maka gunakan tanda tambah (+).
Jika kita analisi berdasarkan rumus yang pertama, maka jelas terlihat bahwa jika benda mengalami percepatan negatif (perlambatan), maka kecepatan pada detik ke-t atau kecepatan akhir benda akan lebih kecil dari kecepatan awalnya. Sebaliknya, jika benda mengalami percepatan, maka kecepatan pada detik ke-t pasti akan lebih besar dari kecepatan awalnya.
Bentuk Grafik v-vs-t GLBB
Grafik v-vs-t berbentuk seperti trapesium atau segitiga karena kecepatannya berubah. Berikut bentuk grafik GLBB untuk benda dipercepat dan diperlambat.
Dari gambar di atas jelas terlihat bahwa kecepatan benda naik atau turun secara teratur tiap satuan waktu sehingga pada contoh di atas, grafiknya berbentuk seperti trapesium. Dari grafik di atas, kita bisa menentukan besar perpindahan benda dengan rumus berikut :
| s = luas grafik = luas trapesium |
Tidak ada komentar:
Posting Komentar