Pada artikel sebelumnya, telah dibahas tentang definisi, ciri-ciri, dan rumus umum gerak lurus meliputi gerak lurus beraturan (GLB), gerak lurus berubah beraturan (GLBB), gerak jatuh bebas, gerak vertikal ke atas, dan gerak vertikal ke bawah. Meski memiliki prinsip dasar yang sama, masing-masing jenis gerak memiliki ciri khusus yang membedakannya dengan gerak lainnya. Perbedaan antara satu jenis gerak dengan gerak yang lain juga bisa dilihat dari bentuk grafiknya. Dari grafik yang diberikan, kita dapat menentukan jenis gerak benda apakah gerak lurus beraturan atau gerak lurus berubah beraturan.
Bentuk Grafik Gerak Lurus V-vs-t
Ciri utama gerak lurus beraturan adalah kecepatannya tetap atau konstan. Artinya untuk setiap pertambahan waktu kecepatannya tidak berubah. Karena kecepatannya tetap, maka grafik kecepatan terhadap waktu pada GLB berbentuk garis lurus dalam arah horizontal.
Pada gerak lurus berubah beraturan, kecepatannya berubah seiring dengan bertambahnya waktu. Perubahan tersebut bisa berupa kenaikan atau penurunan. Karena berubah secara teratur, maka grafik kecepatan terhadap waktu pada GLBB berbentuk garis lurus dengan kemiringan tertentu.
Grafik GLBB pada gambar di atas merupakan grafik GLBB yang mengalami percepatan (kecepatannya naik). hal itu jelas terlihat dari besar kecepatannya. Perhatikan pada gambar tersebut, besar kecepatan akhir (vt) lebih besar dari kecepatan awal (vo).
Jika benda mengalami perlambatan, bentuk grafiknya merupakan kebalikan dari grafik di atas. Kemiringan garis akan turun karena kecepatan akhirnya lebih rendah dari kecepatan awalnya. Untuk lebih jelasnya kamu bisa membaca artikel Ciri-ciri dan Rumus GLBB.
Ketika pada soal hanya diketahui grafik, maka yang pertama harus kita perhatikan adalah besaran yang digunakan. Lihat besaran apa yang dihubungkan dalam grafik tersebut apakah kecepatan terhadap waktu atau jarak terhadap waktu.
Adakalanya, grafik gerak suatu benda merupakan perpaduan antara gerak lurus beraturan dan gerak lurus berubah beraturan sehingga grafiknya merupakan perpaduan dari kedua grafik di atas. Sebagai contoh, perhatikan gambar di bawah ini.
Dari gambar di atas jelas terlihat ada 3 bagian gerak seperti yang ditunjukkan pada keterangan gambar. Bagian pertama merupakan gerak lurus berubah beraturan percepatan positif sehingga kecepatannya naik (grafiknya naik), bagian kedua merupakan gerak lurus beraturan karena kecepatannya tetap (grafiknya lurus mendatar), bagian ketiga merupakan gerak lurus berubah beraturan dengan percepatan negatif sehingga kecepatannya turun (grafik turun).
Jika yang diketahui adalah besaran kecepatan dan waktu, maka biasanya grafik tersebut digunakan untuk menganalisis besaran jarak atau perpindahan benda. Ingat rumus dasar gerak lurus berikut :
| s = v.t |
Dengan :
s = perpindahan benda (m)
v = kecepatan benda (m/s)
t = waktu tempuh (s)
Berdasarkan rumus utama tersebut, maka dari grafik v-vs-t kita dapat menghitung perpindahan benda. Karena perpindahan merupakan hasil kali kecepatan dan waktu, maka perpindahan benda dapat dihitung dengan rumus berikut :
| s = luas grafik = luas trapesium |
Perpindahan benda akan sama dengan luas grafiknya. Kebetulan pada contoh di atas, grafiknya berbentuk trapesium sehingga besar perpindahannya sama dengan luas trapesium.
Selain digunakan untuk menghitung perpindahan, dari grafik kecepatan terhadap waktu kita juga dapat menentukan percepatan benda. Ingat kembali bahwa pada GLB tidak ada percepatan sehingga kita tidak perlu menghitung percepatan pada bagian GLB. Pada bagian grafik yang merupakan GLBB, percepatan benda dapat dihitung dengan rumus berikut :
|
Dengan :
a = percepatan (m/s2)
Δv = perubahan kecepatan (m/s)
Δt = perubahan waktu (s)
Bentuk Grafik s-vs-t Gerak Lurus
Pada gerak lurus beraturan, grafik perpindahan terhadap waktu berbentuk garis lurus dengan kemiringan tertentu. Garis lurus tersebut menunjukkan bahwa kecepatan benda sama di setiap satuan waktu. Untuk lebih jelasnya kamu bisa membaca artikel Ciri-ciri dan Rumus GLB.
Pada gerak lurus berubah beraturan, karena kecepatannya berubah secara teratur, maka grafik jarak terhadap waktu berbentuk garis dengan kelengkungan tertentu menyerupai grafik persamaan kuadrat.
Gambar di atas merupakan grafik s-vs-t pada gerak lurus. Dari grafik di atas kita dapat menentukan besar kecepatan rata-rata benda pada selang waktu tertentu. Besar kecepatan rata-rata benda dapat kita hitung dengan rumus berikut :
|
Dengan :
a = kecepatan rata-rata benda (m/s)
Δs = perubahan jarak (m/s)
Δt = perubahan waktu (s)
Bentuk Grafik a-vs-t pada GLBB
Pada gerak lurs beraturan, tidak ada grafik percepatan terhadap waktu karena pada GLB tidak ada percepatan. Pada GLBB, grafik percepatan terhadap waktu berbentuk garis lurus dan datar seperti grafik v-vs-t pada GLB. Grafik berbentuk lurus karena percepatannya tetap.
Dari grafik percepatan terhadap waktu, kita dapat menentukan besar kecepatannya. Kecepatan benda setiap detiknya dapat kita hitung dengan rumus berikut :
| v = luas grafik = luas persegi |
Karena percepatan tetap dan bentuk grafiknya lurus, maka besar kecepatan benda sama dengan luas persegi dengan perubahan percepatan sebagai panjang, dan perubahan waktu sebagai lebar.
Cara Menganalisis Bentuk Grafik Gerak Lurus
4/
5
Oleh
vlajarmoeda
