Home / BAHAN BELAJAR FISIKA
Tampilkan postingan dengan label BAHAN BELAJAR FISIKA. Tampilkan semua postingan
Tampilkan postingan dengan label BAHAN BELAJAR FISIKA. Tampilkan semua postingan
Soal Latihan dan Jawaban Persamaan Gerak Lurus

Soal Latihan dan Jawaban Persamaan Gerak Lurus

Evaluasi pemahaman kamu tentang konsep persamaan gerak khususnya gerak lurus. Latih dan lihat sejauh mana pemahaman kamu tentang persamaan gerak lurus meliputi persamaan posisi, kecepatan, dan hubungan keduanya. Soal latihan ini terdiri dari sepuluh soal tentang persamaan gerak yang disesuaikan dengan materi yang telah dibahas pada beberapa artikel sebelumnya khususnya yang berhubungan dengan gerak lurus.

Petunjuk :
  1. Pilih salah satu opsi jawaban yang tersedia
  2. Jawaban yang sudah dipilih tidak dapat diubah
  3. Klik tombol submit untuk melihat skor kamu
  4. Skor hanya dapat dilihat jika semua soal telah dijawab
  5. Klik tombol prev atau next untuk melihat soal latihan serupa
Physics MCQs by Bahan Belajar Sekolah
Bidang Study  : Fisika
Topik                 : Persamaan Gerak
Jumlah Soal     : 10 
Passing Score : 60%		Sisa Waktu :

  1. Sebuah benda bergerak lurus pada sumbu x mulai dari titik A yang berjarak 10 m dari titik pangkal dengan kecepatan awal 5 m/s. Jika benda bergerak dengan perlambatan 4 m/s2, maka persamaan lintasan gerak benda tersebut adalah ...
    x = 2t2 - 5t + 10
    x = 4t2 - 5t - 10
    x = 2t2 - 5t - 10
    x = 2t2 + 5t - 10
    x = 4t2 + 5t - 10

  2. Sebuah partikel bergerak pada sumbu x dengan persamaan x = (3t3 + 2t2 - 10t + 6)i meter. Posisi awal titik partikel adalah ...
    1 m
    3 m
    4 m
    5 m
    6 m

  3. Sebuah benda bergerak lurus dan kedudukannya dinyatakan oleh persamaan x = (2t2 - 4t + 4)i + 6tj. Persamaan kecepatan benda sebagai fungsi waktu adalah ...
    v = (4t + 4)i + 6j
    v = (4t - 8 + 4)i + 6j
    v = (4t - 8)i
    v = (4t - 8)i + 6j
    v = (4t - 4)i + 6j

  4. Kedudukan sebuah benda dinyatakan dengan persamaan x = (2t3 - 4t2 + 5t + 10)i + 8tj. Percepatan benda dapat dinyatakan dengan persamaan ....
    a = (6t2 - 8t + 5)i
    a = (12t - 8 + 5)i + 8j
    a = (12t - 8)i
    a = (12t - 8)i + 8j
    a = (12t - 8 + 5)i

  5. Kedudukan suatu benda yang bergerak lurus dinyatakan dengan persamaan x = (3t2 - 4t + 2)i meter. Kecepatan rata-rata benda dalam 2 sekon pertama adalah ...
    1 m/s
    2 m/s
    3 m/s
    4 m/s
    6 m/s
  1. Sebuah benda bergerak lurus dengan persamaan kedudukan x = (t3 - 4t2 + 6t - 2)i, dengan x dalam meter dan t dalam waktu. Kecepatan awal benda adalah ...
    0
    1 m/s
    3 m/s
    4 m/s
    6 m/s

  2. Kedudukan benda yang bergerak pada sumbu x dinyatakan dengan persamaan x = (2t2 + 4t + 3)i meter. Percepatan benda pada detik kelima adalah ...
    4 m/s2
    3 m/s2
    2 m/s2
    -4 m/s2
    -3 m/s2

  3. Kecepatan suatu benda dinyatakan dengan persamaan v = (4ti - 3j) m/s. Posisi awal benda berada pada pusat koordinat. Besar perpindahan benda pada saat t = 2 sekon adalah ...
    0,5 m
    1 m
    2 m
    4 m
    6 m

  4. Sebagai fungsi waktu, kecepatan sebuah benda dinyatakan dengan persamaan v = 20 + 0,5t2 + 2t; t dalam sekon dan v dalam m/s. Percepatan benda pada t = 4 sekon adalah ....
    0,5 m/s2
    1 m/s2
    3 m/s2
    4 m/s2
    6 m/s2

  5. Kedudukan sebuah benda yang bergerak pada bidang datar dinyatakan dengan persamaan r = (5t2 - 4t)i + 6tj dengan r dalam meter dan t dalam sekon. Percepatan benda pada detik kedua adalah ...
    2 m/s2
    4 m/s2
    8 m/s2
    10 m/s2
    12 m/s2
 
Soal Latihan dan Jawaban Hukum Newton Tentang Gerak

Soal Latihan dan Jawaban Hukum Newton Tentang Gerak

Evaluasi pemahaman kamu tentang konsep dasar dinamika partikel. Latih dan lihat sejauh mana pemahaman kamu tentang formulasi hukum Newton untuk gerak benda. Soal latihan fisika ini terdiri dari sepuluh soal tentang bunyi hukum Newton, rumus, aplikasi hukum Newton. Soal disesuaikan dengan materi yang telah dibahas pada beberapa artikel sebelumnya khususnya yang berhubungan dengan gerak lurus berubah beraturan.

Petunjuk :
  1. Pilih salah satu opsi jawaban yang tersedia
  2. Jawaban yang sudah dipilih tidak dapat diubah
  3. Klik tombol submit untuk melihat skor kamu
  4. Skor hanya dapat dilihat jika semua soal telah dijawab
  5. Klik tombol prev atau next untuk melihat soal latihan serupa
Physics MCQs by Bahan Belajar Sekolah
Bidang Study  : Fisika
Topik                 : Hukum Newton
Jumlah Soal     : 10 
Passing Score : 60%		Sisa Waktu :

  1. Hukum I Newton tentang gaya dan gerak, berlaku untuk benda yang ....
    Bergerak dipercepat
    Bergerak diperlambat
    Diam atau bergerak lurus beraturan
    Bergerak dengan kecepatan berubah teratur
    Bergerak dengan percepatan tetap

  2. Perhatikan beberapa keadaan berikut:
    1. Sebuah balok terletak di atas meja
    2. Mobil bergerak dengan percepatan 2 m/s2
    3. Seorang anak berjalan dengan kecepatan tetap sebesar 1 m/s
    4. Sebuah batu dijatuhkan dari ketinggian 10 m
    Dari keempat keadaan tersebut, yang memenuhi hukum I Newton adalah ...
    1 dan 2
    1 dan 3
    1 dan 4
    2 dan 3
    3 dan 4

  3. Berdasarkan hukum I Newton, jika resultan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol, maka benda
    Pasti bergerak lurus beraturan
    Pasti dalam keadaan bergerak
    Mungkin bergerak diperlambat
    Mungkin dalam keadaan diam
    Tidak mungkin diam

  4. Secara matematis, hukum I Newton dapat ditulis sebagai ....
    ∑F = ma
    ∑F = P.A
    ∑F = 0
    F aksi = -F reaksi
    ∑F = W/s

  5. Sebuah benda bermassa 10 kg jatuh bebas dari ketinggian 12 meter. Berdasarkan hukum Newton, gaya yang dialami benda sama dengan ...
    60 N
    98 N
    110 N
    120 N
    140 N

  6. Berdasarkan hukum II Newton, jika resultan gaya yang bekerja pada suatu benda tidak sama dengan nol, maka ...
    Kecepatan benda selalu berubah
    Kecepatan benda pasti bertambah
    Benda pasti akan berhenti
    Kecepatan benda konstan
    Benda kemungkinan diam
  1. Berdasarkan hukum II Newton, percepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya yang bekerja pada suatu benda ...
    Berbanding lurus dengan resultan gaya dan massa benda
    Berbanding terbalik dengan resultan gaya dan massa benda
    Berbanding terbalik dengan resultan gaya dan sebanding dengan massa benda
    Berbanding lurus dengan massa dan kecepatan benda
    Berbanding lurus dengan resultan gaya dan berbanding terbalik dengan massa benda

  2. Berikut beberapa keadaan:
    1. Budi memukul tembok dan tangannya terasa sakit
    2. Bola dilempar vertikal ke atas
    3. Buah mangga jatuh dari pohonnya
    4. Seorang anak duduk di atas kursi
    Keadaan yang menunjukkan hukum II Newton adalah ...
    1 dan 2
    1 dan 3
    2 dan 4
    1 dan 4
    2 dan 3

  3. Berdasarkan hukum III Newton, ketika suatu benda memberikan gaya atau aksi kepada benda lain, maka benda lain akan memberi reaksi yang ...
    Sama besar dan searah
    Lebih besar untuk mempertahankan posisi
    Lebih kecil karena sebagian energi sudah hilang
    Lebih besar dengan arah yang berlawanan
    Sama besar dengan arah yang berlawanan

  4. Sebuah mobil bermassa 500 kg bergerak dengan kecepatan 10 m/s. Pada jarak 25 m di depan mobil terdapat sebuah batu besar menghalangi jalan. Agar mobil dapat berhenti sebelum menabrak batu, maka mobil harus direm dengan memberi gaya sebesar ...
    250 N
    500 N
    800 N
    1000 N
    2000 N

 
Soal Latihan dan jawaban Besaran dan Dimensi

Soal Latihan dan jawaban Besaran dan Dimensi

Evaluasi pemahaman kamu tentang konsep Besaran dan Dimensi. Latih dan lihat sejauh mana pemahaman tentang jenis-jenis besaran, sistem satuan, dan cara menentukan dimensi. Soal latihan ini terdiri dari sepuluh soal dasar yang disesuaikan dengan materi yang telah dibahas pada beberapa artikel sebelumnya khususnya yang berhubungan dengan besaran fisika.

Petunjuk :
  1. Pilih salah satu opsi jawaban yang tersedia
  2. Jawaban yang sudah dipilih tidak dapat diubah
  3. Klik tombol submit untuk melihat skor kamu
  4. Skor hanya dapat dilihat jika semua soal telah dijawab
  5. Klik tombol prev atau next untuk melihat soal latihan serupa
Physics MCQs by Bahan Belajar Sekolah
Bidang Study  : Fisika
Topik                 : Besaran dan Satuan
Jumlah Soal     : 10 
Passing Score : 60%		Sisa Waktu :

  1. Segala sesuatu yang mempunyai nilai dan dapat diukur atau dinyatakan dengan angka disebut ....
    Satuan
    Dimensi
    Besaran
    Hasil ukur
    Pengukuran

  2. Berdasarkan penyusunannya, besaran fisika dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu ....
    Besaran vektor dan besaran skalar
    Besaran vektor dan besaran turunan
    Besaran pokok dan besaran skalar
    Besaran pokok dan besaran vektor
    Besaran pokok dan besaran turunan

  3. Besaran yang satuannya telah ditentukan terlebih dahulu dan bukan merupakan turunan dari besaran lain adalah ...
    Besaran turunan
    Besaran vektor
    Besaran skalar
    Besaran pokok
    Besaran panjang

  4. Berdasarkan besar dan arahnya, besaran fisika dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu ....
    Besaran vektor dan besaran pokok
    Besaran pokok dan besaran turunan
    Besaran vektor dan besaran skalar
    Besaran vektor dan besaran turunan
    Besaran perpindahan dan kecepatan

  5. Satuan yang diambil dari sistem metrik yang telah digunakan di Prancis setelah revolusi tahun 1789 adalah ...
    Satuan cgs
    Satuan SI
    Satuan Perancis
    Satuan Inggris
    Satuan desimal

  1. Berikut beberapa besaran dalam fisika :
    1. Massa
    2. Jumlah zat
    3. Usaha
    4. Kuat arus listrik
    5. Percepatan
    Besaran yang merupakan besaran pokok adalah ....
    3 dan 4
    2 dan 5
    1 dan 3
    2 dan 3
    1 dan 4

  2. Suatu simbol atau cara yang digunakan untuk menunjukkan besaran itu tersusun dari besaran-besaran pokok disebut ...
    Dimensi
    Besaran turunan
    Satuan
    Besaran
    Pengukuran

  3. Besaran berikut yang termasuk besaran turunan adalah ....
    Kuat arus listrik
    Jarak tempuh
    Energi kinetik
    Intensitas cahaya
    Jumlah zat

  4. Berikut daftar besaran dan satuan :
    1. Perecpatan : m s-2
    2. Daya : kg m2 s3
    3. Energi kinetik : kg m s-2
    4. Usaha : kg(m/s)2
    5. Momentum : kg m s2
    Dari kelima pasangan tersebut, pasangan besaran dan satuan yang benar adalah ...
    1,2,3
    1,3,5
    2,3,4
    2,4,5
    1,2,4

  5. Besaran yang memiliki dimensi [M][L]-1[T]-2 adalah ...
    Momentum
    Usaha
    Energi potensial
    Tekanan
    Percepatan
 
Soal Latihan dan Jawaban Jenis-jenis Tumbukan 1

Soal Latihan dan Jawaban Jenis-jenis Tumbukan 1

Evaluasi pemahaman kamu tentang konsep dasar Jenis-jenis Tumbukan dalam Fisika. Soal evaluasi ini terdiri dari 10 soal tentang tumbukan yang dirancang untuk membantu kamu melihat sejauh mana pemahaman kamu tentang materi tumbukan dan materi pengantarnya seperti momentum, impuls, dan energi kinetik. Dengan soal evaluasi ini diharapkan kamu menjadi lebih memahami jenis-jenis tumbukan dan dapat mengidentifikasi suatu peristiwa tumbukan, menentukan jenisnya, dan menyelesaikan soal yang diajukan.

Petunjuk :
  1. Pilih salah satu opsi jawaban yang tersedia
  2. Jawaban yang sudah dipilih tidak dapat diubah
  3. Klik tombol submit untuk melihat skor kamu
  4. Skor hanya dapat dilihat jika semua soal telah dijawab
  5. Klik tombol prev atau next untuk melihat soal latihan serupa
Physics MCQs by Bahan Belajar Sekolah
Bidang Study  : Fisika
Topik                 : Tumbukan
Jumlah Soal     : 10 
Passing Score : 60%		Sisa Waktu :

  1. Sebutir peluru bermassa 0,02 kg bergerak dengan kecepatan 200 m/s dan mengenai sebuah balok bermassa 9,98 kg yang diam di atas bidang datar licin. Jika peluru menumbuk balok dan menempel di dalamnya, maka kecepatan peluru setelah tumbukan adalah .....
    A. 0,2 m/s
    B. 0,3 m/s
    C. 0,4 m/s
    D. 0,5 m/s
    E. 0,6 m/s

  2. Jika dua buah benda bertumbukan tidak lenting sama sekali, maka setelah tumbukan ....
    A. Salah satu benda berhenti, benda lain memental
    B. Arah gerak benda berlawanan
    C. Kecepatan benda yang bermassa kecil jadi lebih besar
    D. Kecepatan salah satu benda lebih besar
    E. Kecepatan kedua benda sama

  3. Suatu benda bergerak menuju benda lain yang diam. Jika momentum benda itu adalah 20 kg m/s dan terjadi tumbukan tidak lenting sama sekali, maka jumlah momentum kedua benda setelah tumbukan sama dengan .....
    A. 8 kg m/s
    B. 10 kg m/s
    C. 15 kg m/s
    D. 20 kg m/s
    E. 25 kg m/s

  4. Sebuah benda yang mula-mula diam di atas bidang datar licin tiba-tiba terpecah menjadi dua bagian dengan perbandingan massa 3 : 2. Jika massa benda sebelum pecah adalah M, maka perbandingan kecepatan pecahan tersebut adalah ....
    A. 3 : 4
    B. 3 : 2
    C. 2 : 3
    D. 1 : 2
    E. 2 : 1

  5. Berikut merupakan ciri-ciri tumbukan tidak lenting sama sekali, kecuali ....
    A. Setelah tumbukan, kedua benda saling menempel
    B. Arah kecepatan setelah tumbukan berbeda
    C. Berlaku hukum kekekalan momentum
    D. Kecepatan kedua benda setelah tumbukan sama
    E. Jumlah momentum sebelum dan sesudah tumbukan sama

  1. Dua buah benda dengan momentum masing-masing 10 kg m/s dan 15 kg m/s bergerak berlawanan arah dan saling bertumbukan di sebuah titik. Jika momentum benda kedua menjadi 20 kg m/s setelah tumbukan, maka momentum benda pertama menjadi ....
    A. 25 kg m/s
    B. 20 kg m/s
    C. 15 kg m/s
    D. 10 kg m/s
    E. 5 kg m/s

  2. Jika sebuah benda bermassa 5 kg bergerak dengan kecepatan 20 m/s, maka besar momentum benda tersebut sama dengan momentum suatu benda bermassa 10 kg yang bergerak dengan kecepatan .....
    A. 10 m/s
    B. 20 m/s
    C. 25 m/s
    D. 30 m/s
    E. 35 m/s

  3. Segumpal lumpur bermassa 200 gram dilempar dengan kecepatan 10 m/s ke arah sebuah kaleng bermassa 1,8 kg yang mula-mula diam di atas bidang datar licin. Jika lumpur menempel pada kaleng, maka kecepatan kaleng seterlah tumbukan tersebut adalah .....
    A. 1 m/s
    B. 2 m/s
    C. 3 m/s
    D. 4 m/s
    E. 5 m/s

  4. Benda A bergerak dengan kecepatan 100 m/s dan menumbuk benda B bermassa 0,6 kg yang diam. Jika kedua benda saling menempel dan bergerak dengan kecepatan 40 m/s, maka massa benda A sama dengan .....
    A. 1,4 kg
    B. 1,2 kg
    C. 1 kg
    D. 0,8 kg
    E. 0,4 kg

  5. Sebutir peluru bermassa 10 gram menumbuk sebuah balok bermassa 4,99 kg yang diam di atas bidang datar licin. Jika setelah tumbukan balok bergerak dengan kecepatan 0,8 m/s, maka kecepatan awal peluru sebelum menumbuk balok adalah ....
    A. 10 m/s
    B. 200 m/s
    C. 300 m/s
    D. 400 m/s
    E. 420 m/s
 

Analisis Perpaduan Gerak Antara GLB dan Gerak Jatuh Bebas

Perpaduan antara gerak lurus beraturan dengan gerak jatuh bebas pada dasarnya sama dengan gerak setengah parabola yaitu gerak parabola pada bagian ketika benda kembali turun. Jika diibaratkan gerak parabola, maka perpaduan antara gerak lurus beraturan dan gerak jatuh bebas dimulai dari titik tertinggi ketika kecepatan benda dalam arah vertikal bernilai sama dengan nol hingga benda mencapai permukaan tanah. Karena sama dengan gerak setengah parabola, maka prinsip-prinsip gerak parabola dapat kita gunakan untuk menganalisis perpaduan gerak antara GLB dan gerak jatuh bebas.

Analisis Perpaduan GLB dan Gerak Jatuh Bebas 


Perpaduan antara GLB dan gerak jatuh bebas dapat terjadi ketika suatu benda dilempar dengan kecepatan tertentu dalam arah mendatar dari ketinggian h di atas permukaan tanah. Benda dilempar secara mendatar sehingga sudut antara kecepatan dan bidang datar sama dengan nol.

Karena kecepatan awal tidak membentuk sudu terhadap bidang datar, maka kecepatan awal benda pada sumbu-x sama dengan kecepatan awal benda sedangkan kecepatan awal benda pada sumbu-y sama dengan nol seperti halnya gerak jatuh bebas.

Karena gerak benda merupakan perpaduan antara dua jenis gerak, maka kita harus menguasai konsep dasar dari masing-masing jenis gerak tersebut. Pada pembahasan kali ini, gerak yang dipadu adalah gerak lurus beraturan dengan gerak jatuh bebas, sehingga kita harus mengingat kembali konsep dasar GLB dan gerak jatuh bebas.

Jika digambarkan dalam bentuk sketsa, maka pergerakan benda kurang lebih akan seperti gambar di bawah ini.

perpaduan gerak GLB dan gerak jatuh bebas

Pada gambar di atas terdapat simbol h yang digunakan untuk menyatakan besaran ketinggian. Karena ketinggian tempat benda (titik awal benda dijatuhkan) merupakan titik tertinggi lintasan, maka besar perpindahan benda dalam arah vertikal (biasa disebut dengan ketinggian) sama dengan ketinggian tempatnya. Jadi, pada pembahasan kali ini kita hanya akan menggunakan besaran h untuk menyatakan jarak yang dicapai benda dalam arah vertikal dan ketinggian tempat.

Konsep penting yang harus kita ingat pada gerak ini adalah kecepatan awal benda sama dengan vo. Kecepatan benda pada sumbu-x sama dengan kecepatan awal benda sedangkan kecepatan benda pada sumbu y mula-mula nol kemudian meningkat dengan pertambahan sebesar percepatan gravitasi.

Rumus Untuk Perpaduan GLB dan GJB


Poin penting yang harus kita pahami adalah kapan benda bergerak lurus beraturan dan kapan benda jatuh bebas. Ingat bahwa benda bergerak lurus beraturan pada sumbu-x mendatar dan bergerak jatuh bebas pada sumbu-y vertikal.

Pada Sumbu-x (GLB)
Karena bergerak lurus beraturan, maka kecepatan benda dalam arah mendatar selalu tetap. Dari konsep GLB kita bisa menentukan beberapa hal sebagai berikut :
  1. Kecepatan Pada sumbu-x 
    vx = vox = vo

    Dengan :
    vo = kecepatan awal benda (m/s)
    vox = kecepatan awal pada sumbu-x (m/s)
    vx = kecepatan pada sumbu-x pada detik ke-t (m/s)

  2. Jarak Mendatar yang Dicapai benda
    x = vox.t = vx.t = vo.t

    Dengan :
    x = jarak mendatar yang dicapai benda (m)
    t = waktu tempuh (s)

Pada sumbu-y (GJB)
Karena bergerak jatuh bebas, maka kecepatan awal benda dalam arah vertikal sama dengan nol. Kecepatan benda berubah secara teratur dengan percepatan positif sebesar percepatan gravitasi. Dari konsep GJB kita dapat menentukan beberapa hal sebagai berikut :
  1. Kecepatan Pada sumbu-y
    vy = g.t = √2gh

    Dengan :
    vy = kecepatan pada sumbu-y pada detik ke-t (m/s)
    t = waktu tempuh (s)
    g = percepatan gravitasi (m/s2)
    h = ketinggian atau perpindahan yang dicapai benda (m)

  2. Waktu untuk Mencapai Permukaan Tanah
    Sebelumnya telah ketahui bahwa hubungan antara waktu dan ketinggian adalah sebagai berikut :
    h = voy.t − ½g.t2

    Karena kecepatan awal pada sumbu-y sama dengan nol, maka :
    2h = g.t2

    Dengan demikian, waktu untuk mencapai jarak tertentu adalah :
    t = √2h/g

Karena waktu dapat dinyatakan dalam bentuk ketinggian dan percepatan gravitasi seperti rumus di atas, maka jarak mendatar maksimum yang dapat dicapai benda dapat kita hitung dengan rumus berikut :
x-maks = vo.t = vo.√2h/g

Dengan :
x-maks = jarak mendatar maksimum yang dicapai benda (m)
h = ketinggian (m)
g = percepatan gravitasi (m/s2).

Analisis Perpaduan Antara GLB Dengan Gerak Vertikal ke Atas

Perpaduan antara gerak lurus beraturan dengan gerak vertikal ke atas pada dasarnya sama dengan gerak parabola, hanya saja ada beberapa keadaan yang membedakan keduanya. Kalau pada gerak parabola, benda dilempar dari permukaan tanah dan jatuh ke permukaan tanah sedangkan pada perpaduan gerak lurus beraturan dengan gerak vertikal ke atas, benda dilempar dari ketinggian tertentu dan jatuh ke permukaan tanah.

Jadi, jika bidang datar dimana benda pertama kali dilempar dijadikan sebagai acuan, maka dalam perhitungan akan dijumpai harga ketinggian negatif yaitu ketika benda telah turun menuju permukaan dan melewati titik awalnya. Untuk lebih jelasnya kita akan membahas perpaduan gerak ini secara lebih rinci.

Analisis Perpaduan GLB dan Gerak Vertikal


Perpaduan antara gerak lurus beraturan dan gerak vertikal ke atas dapat terjadi ketika suatu benda dilempar dari ketinggian tertentu dengan sudut tertentu terhadap bidang datar. Karena dilempar, berarti benda memiliki kecepatan awal. Dan karena arah kecepatan membentuk sudut terhadap sumbu datar, maka kecepatan tersebut harus kita uraikan menjadi kecepatan dalam arah sumbu-x dan sumbu-y sesuai dengan konsep vektor.

Konsep utama yang harus kita ingat ialah untuk menganalisis perpaduan gerak, maka kita harus menguasai konsep dasar dari masing-masing jenis gerak yang dipadu. Pada pembaahasan ini, gerak yang dipadu adalah gerak lurus beraturan dan gerak vertikal ke atas, jadi kita harus menguasai konsep GLB dan GVA.

Jika digambarkan dalam bentuk sketsa, maka pergerakan benda kurang lebih seperti gambar di bawah ini.

Perpaduan gerak glb dan gerak vertikal

Perhatikan gambar di atas secara seksama! Pada gambar ada dua simbol yang digunakan untuk menyatakan ketinggian yaitu h dan y. Perlu diingat bahwa kedua simbol tersebut mewakili dua besaran yang berbeda. Kita gunakan h untuk menyatakan ketinggian tempat dimana benda awalnya dilempar, sedangkan y kita gunakan untuk menyatakan ketinggian (posisi) yang dicapai benda setelah bergerak dalam selang waktu tertentu.

Selanjutnya lihat bagian proyeksi vektor kecepatan. Kecepatan awal benda (vo) membentuk sudut terhadap sumbu datar. Karena benda bergerak lurus beraturan dalam arah sumbu-x dan bergerak vertikal ke atas dalam arah sumbu-y, maka vektor kecepatan awal harus kita proyeksikan ke sumbu-x membentuk vox dan ke sumbu-y membentuk voy seperti gambar di atas.

Berdasarkan konsep trigonometri, kita peroleh hubungan antara ketiga vekrot kecepatan tersebut :
vox = vo cos θ
voy = vo sin θ

Dengan :
vo = kecepatan awal benda (m/s)
vox = kecepatan awal pada sumbu-x (m/s)
voy = kecepatan awal pada sumbu-y (m/s)
θ = sudut elevasi(sudut antara vo dan sumbu datar)

Rumus Untuk Perpaduan GLB dan Gerak Vertikal


Ingat bahwa pada perpaduan ini, benda bergerak lurus beraturan pada sumbu-x horizontal dan bergerak vertikal ke atas pada sumbu-y vertikal. Nah, seperti biasa kita harus menganalisi masing-masing gerak tersebu

Pada sumbu-x GLB
Karena bergerak lurus beraturan, maka kecepatan benda dalam arah mendatar selalu tetap. Dari konsep GLB kita bisa menentukan beberapa hal sebagai berikut :
  1. Kecepatan Pada sumbu-x 
    vx = vox = vo cos θ

    Dengan :
    vox = kecepatan awal pada sumbu-x (m/s)
    vx = kecepatan pada sumbu-x pada detik ke-t (m/s)

  2. Jarak Mendatar yang Dicapai benda
    x = vox.t = vx.t = (vo cos θ) .t

    Dengan :
    x = jarak mendatar yang dicapai benda (m)
    t = waktu tempuh (s)

Pada sumbu-y GLBB
Karena bergerak vertikal ke atas, maka kecepatan benda dalam arah vertikal berubah secara teratur dengan percepatan tetap sebesar percepatan gravitasi. Dari konsep GLBB kita dapat menentukan beberapa hal sebagai berikut :
  1. Kecepatan Pada sumbu-y
    vy = voy − g.t
    vy = (vo sin θ).t − g.t

    Dengan :
    voy = kecepatan awal pada sumbu-y (m/s)
    vy = kecepatan pada sumbu-y pada detik ke-t (m/s)

  2. Ketinggian Yang Dicapai Benda
    y = voy.t − ½g.t2
    y = (vo sin θ).t − ½g.t2

    Dengan :
    y = ketinggin yang dicapai benda (m)
    t = waktu tempuh (s)

Pada sumbu vertikal ada beberapa hal yang harus kita perhatikan. Pertama, bedakan antara ketinggian yang dicapai benda dengan ketinggian tempat benda. Ketinggian yang dicapai benda dihitung dari titik awal gerak sedangkan ketinggian tempat dihitung dari permukaan tanah.

Karena benda dilempar dari ketinggian tertentu di atas permukaan tanah, maka ada tiga kemungkinan harga ketinggian yang dicapai benda, yaitu :
  1. Nilai y positif (y = +)
    Ketinggian yang dicapai benda akan bernilai positif ketika benda bergerak ke atas dan masih berada pada titik yang lebih tinggi dari titik pelemparan. Jika kita perhatikan gambar, maka nilai y positif jika titik B berada di atas titik A.

    Perpaduan gerak glb dan gerak vertikal

    Jadi, jika pada perhitungan kita peroleh harga y positif, berarti benda masih bergerak di atas garis titik acuan. Dengan kata lain benda belum melewati titik asalnya.

  2. Nilai y nol (y = 0)
    Ketinggian yang dicapai benda akan bernilai nol ketika benda tepat berada di titik yang sama tinggi dengan titik lemparnya. Dengan kata lain posisi benda saat itu segaris dengan titik lemparnya. Jika kita perhatikan pada gambar, maka nilai y akan sama dengan nol jika B = A. Pada kondisi ini, lintasan benda merupakan gerak parabola.

    Perpaduan gerak glb dan gerak vertikal

    Jadi, jika kita peroleh nilai y sama dengan nol, berarti benda sudah turun dan berada di titik yang segaris dengan titik asalnya.

  3. Nilai y negatif (y = -)
    Ketinggian yang dicapai benda akan bernilai negatif ketika benda bergerak ke bawah menuju permukaan tanah dan sudah melewati titik lemparnya. Dengan kata lain titik B berada di bawah titik A.

    Perpaduan gerak glb dan gerak vertikal

    Jadi, kalau dalam perhitungan kita peroleh nilai y negatif itu artinya benda sudah turun menuju permukaan tanah dan sudah berada di bawah titik asalnya.
Perpaduan Dua Gerak Lurus GLB Dengan GLBB

Perpaduan Dua Gerak Lurus GLB Dengan GLBB

Apa yang akan terjadi jika gerak lurus beraturan berpadu dengan gerak lurus berubah beraturan? Perpaduan antara dua jenis gerak lurus yang berbeda jenis akan menghasilkan jenis gerak dengan lintasan yang berbeda. Ketika gerak lurus beraturan (GLB) berpadu dengan gerak lurus berubah beraturan (GLBB), maka lintasan gerak akan melengkung. Karena gerak tersebut merupakan perpaduan antara GLB dan GLBB, maka kita dapat mengkajinya berdasarkan konsep GLB dan GLBB dengan sedikit perubahan dan penerapan konsep vektor.

Perpaduan gerak lurus beraturan dengan gerak lurus berubah beraturan yang paling umum adalah gerak parabola. Sesuai dengan namanya, gerak parabola memiliki lintasan melengkung seperti parabola. Selain gerak parabola, perpaduan antara GLB dan GLBB yang juga sering keluar dalam soal adalah perpaduan antara geral lurus beraturan dengan gerak vertikal ke atas, dan perpaduan gerak lurus beraturan dengan gerak jatuh bebas.

Kumpulan Rumus Gerak Parabola


Gerak parabola merupakan perpaduan antara gerak lurus beraturan dan gerak lurus berubah beraturan yang paling khas dan sering muncul dalam soal kinematikan gerak lurus. Ketika benda bergerak dengan gerak parabola, maka sebenarnya benda melakukan dua gerak sekaligus yaitu gerak lurus beraturan pada arah horizontal (sumbu-x) dan gerak lurus berubah beraturan pada arah vertikal (sumbu-y).

Karena benda bergerak dalam dua arah, maka lintasan benda juga dapat dikaji berdasarkan dua arah yaitu lintasan pada arah horizontal yang disebut jarak horizontal dan lintasan pada arah vertikal yang disebut ketinggian. Jarak horizontal dan ketinggian bergantung pada kecepatan awal dan sudut elevasi.

Karena bergerak ke arah horizontal dan vertikal, maka kita harus menganalisis gerak parabola dalam dua arah pula. Berikut rumus dasar pada masing-masing arah :
  1. Pada sumbu-x (GLB)
    vox = vo cos θ
    vx = vox = vo cos θ
    x = vox.t = vox.t

    Dengan :
    vo = kecepatan awal benda (m/s)
    vox = kecepatan awal pada sumbu-x (m/s)
    vx = kecepatan benda di sumbu-x pada detik ke-t (m/s)
    x = posisi benda terhadap sumbu-x (m)
    t = waktu tempuh (s)
    θ = sudut elevasi

  2. Pada sumbu-y (GLBB)
    voy = vo sin θ
    vy = voy − g.t
    vy2 = voy2 − 2gh
    h = voy.t − ½g.t2

    Dengan :
    vo = kecepatan awal benda (m/s)
    voy = kecepatan awal pada sumbu-y (m/s)
    vy = kecepatan benda di sumbu-y pada detik ke-t (m/s)
    h = posisi benda terhadap sumbu-y atau ketinggian (m)
    t = waktu tempuh (s)
    θ = sudut elevasi

Kecepatan benda pada titik dan waktu tertentu (vt) merupakan resultan dari vektor kecepatan benda pada sumbu-x dan kecepatan benda pada sumbu-y dalam selang waktu tersebut.
vt = √vx2 + vy2

Read more : Menentukan Ketinggian dan Jarak Maksimum Gerak Parabola.

Rumus Perpaduan GLB dan Gerak Vertikal ke Atas


Perpaduan gerak lurus beraturan dengan gerak vertikal ke atas biasanya terjadi ketika suatu benda dilempar dari ketinggian tertentu (h) dan dengan sudut elevasi tertentu sehingga benda bergerak ke atas menyerupai gerak parabola kemudian jatuh ke tanah setelah mencapai ketinggian maksimum.

  1. Pada sumbu-x (GLB)
    vox = vo cos θ
    vx = vox = vo cos θ
    x = vox.t = vox.t

    Dengan :
    vo = kecepatan awal benda (m/s)
    vox = kecepatan awal pada sumbu-x (m/s)
    vx = kecepatan benda di sumbu-x pada detik ke-t (m/s)
    x = posisi benda terhadap sumbu-x (m)
    t = waktu tempuh (s)
    θ = sudut elevasi

  2. Pada sumbu-y (GLBB)
    voy = vo sin θ
    vy = voy − g.t
    vy2 = voy2 − 2gy
    y = voy.t − ½g.t2

    Dengan :
    vo = kecepatan awal benda (m/s)
    voy = kecepatan awal pada sumbu-y (m/s)
    vy = kecepatan benda di sumbu-y pada detik ke-t (m/s)
    y = posisi benda terhadap sumbu-y (m)
    t = waktu tempuh (s)
    θ = sudut elevasi

Ketinggian maksimum yang dicapai benda saat bergerak adalah y-maks sedangkan ketinggian total jika dihitung dari permukaan tanah adalah jumlah dari ketinggian maksimum yang dapat dicapai benda ditambah ketinggian tempat dimana benda dilempar (h total = y-maks + h).

Read more : Analisis Perpaduan GLB dan Gerak Vertikal ke Atas.

Rumus Perpaduan GLB dan Gerak Jatuh Bebas


Ketika benda dilempar dari ketinggian tertentu (h) di atas permukaan tanah dengan kecepatan awal (vo) yang searah dengan sumbu datar, maka benda melakukan gerak lurus beraturan dan gerak jatuh bebas sekaligus. Karena ketinggian dan kecepatan awal biasanya diketahui, maka yang ditanya dalam soal biasanya adalah jarak mendatar maksimum yang bisa dicapai benda.
xm = vo √2h
√g

Dengan :
xm = jarak mendatar maksimum yang dapat dicapai benda (m)
vo = kecepatan awal benda (m/s)
h = ketinggian tempat benda (m)
g = percepatan gravitasi (m/s2)

Read more : Analisis Perpaduan GLB dan Gerak Vertikal ke Atas.

Perpaduan Dua Gerak Lurus Beraturan GLB dengan GLB

Dalam gerak dikenal besaran kecepatan yaitu besaran yang menyatakan seberapa cepat suatu benda berpindah posisi. Sebagaimana yang telah dibahas sebelumnya, kecepatan merupakan besaran vektor yang memiliki nilai dan arah. Arah menjadi hal yang penting dalam menganalisis kecepatan gerak suatu benda karena jika keliru dalam memahami konsep arah vektor, maka hasil perhitungan juga akan keliru. Pada artikel sebelumnya kita telah membahas pengertian, ciri-ciri dan rumus dari beberapa jenis gerak lurus yang umum dipelajari. Pada kesempatan ini, kita akan mencoba mengulas perpaduan antara dua gerak yang sejenis.

Perpaduan GLB dengan GLB


Pada artikel ciri-ciri dan rumus gerak lurus beraturan, telah dibahas secara ringkas mengenai konsep dasar gerak tersebut meliputi definisi, karakteristik, hingga bentuk grafiknya. Soal-soal tentang gerak lurus beraturan masih terbilang sederhana dan rumusnya juga masih mudah untuk dipahami karena gerak lurus beraturan sudah dipelajari sejak sekolah dasar.

Meski demikian, adakalanya murid mengalami kesulitan dalam menjawab soal gerak lurus beraturan. Kesulitan yang dihadapi dalam mengerjakan soal-soal gerak lurus beraturan umumnya timbul karena kelemahan dalam menerjemahkan soal cerita ke dalam bentuk matematika. Kesulitan juga bisa timbul karena kita kurang menguasai istilah-istilah fisika yang digunakan atau simbol dan satuan untuk besaran-besaran tertentu dalam soal tersebut. Alhasil, kita sama sekali tidak tahu apa yang diketahui dan apa yang ditanya.

Hal serupa bisa terjadi ketika kita dihadapkan pada soal yang melibatkan dua gerak. Misalnya saja perpaduan antara dua gerak lurus beraturan. Salah satu contoh perpaduan gerak lurus beraturan yang paling sering digunakan adalah kegiatan menyeberangi sungai dengan sampan.

Ketika kita menaiki sebuah sampan untuk menyeberangi sungai yang deras, maka akan terjadi perpaduan gerak antara gerak sampan dan gerak aliran sungai. Jika sampan bergerak dengan kecepatan tetap, begitu pula aliran sungai, maka keduanya merupakan gerak lurus beraturan.

Ketika kita menyeberangi sungai dengan kecepatan tetap, maka arah kecepatan sampan akan berubah atau bergeser beberapa derajat akibat pengaruh kecepatan aliran sungai. Alhasil, panjang lintasan sampan akan lebih besar dari lebar sungainya. Hal itu terjadi karena ketika bergerak, sampan juga terseret oleh arus sungai.

Untuk melihat bagaimana kecepatan arus sungai mempengaruhi kecepatan sampan, kita dapat menganalisis gerak mereka berdasarkan konsep vektor. Sebagaimana yang kita ketahui, kecepatan merupakan besaran vektor sehingga kita dapat melihat bagaimana hubungan antara kecepatan sampan dengan kecepatan aliran air sungai. 

Jika kita gambarkan secara sederhana, maka gerak sampan menyeberangi sungai kurang lebih seperti gambar di bawah ini.

perpaduan dua gerak glb

Keterangan gambar :
vs = kecepatan sampan (m/s)
va = kecepatan arus sungai (m/s)
vR = kecepatan resultan (m/s)
Y = lebar sungai (m)
R = panjang lintasan sampan (m)

Ketika sebuah sampan menyeberangi sungai yang mengalir dengan kecepatan tertentu, maka lintasan sampan akan berbentuk garis miring seperti ditunjukkan pada gambar di atas. Nah, pada soal biasanya yang diketahui adalah kecepatan sampan, kecepatan sungai, dan lebar sungai. Biasanya kita akan diminta menentukan panjang lintasan sampan.

Menghitung Panjang Lintasan Sampan


Karena lintasan sampan lebih panjang daripada lebar sungai dan kecepatan sampan dipengaruhi oleh kecepatan arus sungai, maka akan sulit untuk menghitung panjang lintasannya berdasarkan konsep GLB apalagi waktunya tidak diketahui. Oleh karena itu, kita dapat memanfaatkan konsep resultan vektor untuk melihat kecepatan sampan setelah mendapat pengaruh dari arus sungai.

Sekarang perhatikan vektor kecepatan dan lintasan sampan pada gambar di atas. Perhatikan bahwa garis X, Y, dan R membentuk segitiga XYR, begitupula tiga vektor  kecepatan (vs, va, dan vr) juga membentuk segitiga. Jika kita perhatikan lebih teliti, maka kedua segitiga tersebut merupakan dua segitiga yang sebangun.
menghitung panjang lintasan sampan

Sesuai dengan konsep kesebangunan, pada segitiga yang sebangun sudut-sudut yang bersesuaian sama besar dan sisi-sisi yang bersesuaian sebanding. Dengan kata lain, karena kedua segitiga tersebut sebangun, maka berlaku perbandingan berikut ini :
R  = X  = Y
vRvavs

Untuk menghitung panjang lintasan sampan, kita dapat memanfaatkan rumus perbandingan sesuai dengan besaran yang diketahui. Untuk menghitung kecepatan resultan, kita gunakan dalil phytagoras sebagai berikut :
vR2 = vs2 + va2

Konsep dasar yang harus kita ingat adalah jika kecepatan arus sungai diperhitungkan, maka panjang lintasan sampan ketika menyeberangi sungai pasti akan lebih besar dari lebar sungainya.

Cara Menganalisis Bentuk Grafik Gerak Lurus

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 gerak lurus

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.

cara menganalisi grafik glbb

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 :
a =  Δv
Δt

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.

grafik glbb

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 :
v =  Δs
Δt

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.

grafik gerak lurus

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.
Pengertian, Ciri-ciri dan Rumus Gerak Vertikal ke Bawah

Pengertian, Ciri-ciri dan Rumus Gerak Vertikal ke Bawah

Gerak vertikal ke bawah merupakan kebalikan dari gerak vertikal ke atas. Perbedaan yang paling mencolok dari kedua jenis gerak tersebut adalah arah geraknya. Sebagaimana yang telah dibahas pada gerak lurus berubah beraturan, arah gerak mempengaruhi perpindahan dan percepatan. Gerak vertikal ke atas menjauhi pusat bumi (melawan gaya gravitasi) sehingga kecepatannya menurun dan menjadi nol pada titik tertinggi. Sebaliknya, arah gerak vertikal ke bawah mendekati pusat bumi (searah dengan gaya gravitasi) sehingga kecepatannya meningkat dan mencapai kecepatan maksimum pada titik terendah sesaat sebelum mencapai permukaan tanah.

Definisi Gerak Vertikal ke Bawah


Gerak vertikal ke bawah adalah gerak benda pada lintasan berupa garis lurus dalam arah vertikal menuju titik terendah. Yang membedakan gerak vertikal ke bawah dengan gerak jatuh bebas adalah kecepatan awalnya. Kalau pada gerak jatuh bebas kecepatan awalnya sama dengan nol, maka pada gerak vertikal ke bawah benda memilik kecepatan awal.

Gerak vertikal ke bawah merupakan gerak lurus berubah beraturan karena kecepatannya berubah secara teratur. Kecepatan benda pada gerak vertikal ke bawah meningkat secara teratur dengan percepatan tetap yaitu sebesar percepatan gravitasi (a = +g).

Gerak vertikal ke bawah dapat terjadi karena ada gaya yang bekerja pada benda sehingga menyebabkan benda bergerak, misalnya sebuah bola yang dilempar dari ketinggian h meter dengan kecepatan awal tertentu.

Konsep dasar yang harus kita ingat pada gerak vertikal ke bawah adalah percepatan benda bernilai positif sehingga kecepatan setelah t detik akan lebih besar dari kecepatan awalnya (selama benda belum menyentuh tanah dan berhenti).

Sama seperti gerak jatuh bebas, karena bergerak dalam arah vertikal, maka perpindahan benda yang bergerak vertikal ke bawah sama dengan ketinggiannya. Tapi ingat, ketinggian tersebut dihitung dari titik awal benda bergerak (dari atas).

Ciri-ciri Gerak Vertikal ke Bawah


Pada dasarnya gerak jatuh bebas merupakan gerak vertikal ke bawah tanpa kecepatan awal. Itu artinya ciri-ciri gerak vertikal ke bawah tidak jauh berbeda dengan gerak jatuh bebas. Yang membedakannya hanya besar kecepatan awalnya saja.

Suatu benda akan dikatakan bergerak vertikal ke bawah jika menunjukkan ciri-ciri berikut ini :
  1. Benda bergerak atau dilempar dari ketinggian tertentu di atas permukaan tanah
  2. Lintasan benda berupa garis lurus dalam arah vertikal
  3. Memiliki kecepatan awal (vo ≠ 0)
  4. Perpindahan benda dihitung dari titik tertinggi
  5. Percepatan benda sama dengan percepatan gravitasi (a = +g) 

Pada grak vertikal berlaku hukum kekekalan energi mekanik. Jadi, energi mekanik di semua titik sepanjang lintasannya sama besar. Ketika berada di titik terendah (sesaat sebelum berhenti), benda memiliki energi kinetik maksimum sementara energi potensialnya sangat rendah atau sama dengan nol. Sebaliknya, pada titik tertingi (titik awal benda bergerak), benda memiliki energi potensial maksimum sementara energi kinetiknya rendah.

Rumus Gerak Vertikal ke Bawah


Karena gerak vertikal ke bawah merupakan gerak lurus berubah beraturan, maka rumus dasarnya sama dengan rumus dasar GLBB hanya saja ada perbedaan simbol seperti 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 awal (m/s)
s = perpindahan (m)
a = percepatan (m/s2)
t = waktu tempuh (s)
Rumus Utama GVB
vt = vo + g.t
vt2 = vo2 + 2.g.h
h = vo.t + ½.g.t2

Dengan :
vt = kecepatan setelah t detik (m/s)
vo = kecepatan awal (m/s)
h = perpindahan (m)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
t = waktu tempuh (s)

Dari kedua rumus tersebut, perhatikan bahwa pada gerak vertikal ke bawah (GVB), percepatannya bernilai positif. Pada gerak vertikal ke bawah, perpindahan dinyatakn dengan simbol h dan percepatan dinyatakan dengan simbol g (percepatan gravitasi).

Jika kita bandingkan antara gerak vertikal ke bawah dengan gerak jatuh bebas, maka rumusnya sama saja. Tetapi karena kecepatan awal pada gerak jatuh bebas sama dengan nol, maka rumusnya menjadi lebih sederhana. Berikut perbandingan rumus gerak jatuh bebas dan gerak vertikal ke bawah :

Gerak Vertikal ke Bawah
vt = vo + g.t
vt2 = vo2 + 2.g.h
h = vo.t + ½.g.t2

Dengan :
vt = kecepatan setelah t detik (m/s)
vo = kecepatan awal (m/s)
h = perpindahan (m)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
t = waktu tempuh (s)
Rumus Gerak Jatuh Bebas
vt = g.t
vt2 = 2.g.h
h = ½.g.t2

Dengan :
vt = kecepatan setelah t detik (m/s)
vo = kecepatan awal (m/s)
h = perpindahan (m)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
t = waktu tempuh (s)
Pengertian, Ciri-ciri dan Rumus Gerak Vertikal ke Atas

Pengertian, Ciri-ciri dan Rumus Gerak Vertikal ke Atas

Gerak vertikal ke atas termasuk salah satu contoh gerak lurus berubah beraturan dalam arah vertikal. Sebelumnya kita telah membahas contoh gerak lurus berubah beraturan yang lain yaitu gerak jatuh bebas. Pada dasarnya gerak vertikal ke atas dan gerak jatuh bebas memiliki prinsip dasar yang sama, hanya saja karena ada sifat khusus yang menjadi ciri khas masing-masing gerak, maka ada beberapa perbedaan dalam penggunaan rumus dan besarannya. Salah satu perbedaan yang bisa kita lihat dengan jelas antara kedua jenis gerak tersebut adalah arah geraknya.

Definisi Gerak Vertikal ke Atas


Sesuai dengan namanya, gerak vertikal ke atas adalah gerak benda dengan lintasan berupa garis lurus dalam arah vertikal. Idealnya, agar dapat bergerak ke atas, maka benda harus memiliki kecepatan awal. Jadi, gerak vertikal ke atas merupakan gerak benda dengan kecepatan awal tertentu.

Kecepatan benda yang bergerak vertikal ke atas berubah secara teratur. Perubahan tersebut berupa penurunan kecepatan akibat pengaruh gaya gravitasi. Karena arah gerak melawan arah gaya gravitasi bumi, maka benda yang bergerak vertikal ke atas memiliki percepatan negatif atau perlambatan sebesar percepatan gravitasi (a = -g).

Pada gerak vertikal ke atas, konsep dasar yang harus kita ingat adalah kecepatan benda pada titik tertinggi adalah nol. Dengan kata lain, ketika benda mencapai ketinggian maksimum, maka benda akan diam sesaat sebelum akhirnya jatuh kembali. Konsep ini merupakan kunci penting dalam menganalisis soal-soal gerak vertikal dan gerak parabola.

Setelah mencapai ketinggian maksimum, benda akan kembali bergerak ke bawah (ke tanah). Dalam tahap ini, gerak benda merupakan gerak jatuh bebas. Dengan begitu, konsep dan rumus gerak jatuh bebas bisa kita gunakan. Ingat, kecepatan awal pada gerak jatuh bebas adalah nol.

Konsep lain yang tidak kalah penting pada gerak vertikal ke atas adalah waktu tempuh. Pada gerak vertikal ke atas, waktu yang digunakan untuk mencapai titik tertinggi akan sama dengan waktu yang digunakan untuk kembali ke tanah (dengan catatan, titik awal gerak adalah tanah). Jadi, waktu yang dihabiskan benda untuk melayang di udara adalah dua kali waktu yang digunakannya untuk mencapai titik tertinggi.

Ciri-ciri Gerak Vertikal ke Atas


Sebagaimana yang telah disebutkan di atas, bahwa gerak vertikal ke atas biasanya akan menjadi gerak jatuh bebas setelah benda mencapai ketinggian maksimum. Jadi, kalau kita lihat secara keseluruhan dari awal benda bergerak hingga kembali ke posisinya, maka ada dua jenis gerak yaitu gerak vertikal ke atas dan gerak jatuh bebas.

Ciri-ciri dan rumus gerak jatuh bebas telah kita bahas pada artikel sebelumnya. Pada kesempatan ini kita hanya akan melihat ciri-ciri gerak vertikal ke atas sampai mencapai ketinggian maksimum. Karena benda bergerak dalam arah vertikal dan mencapai ketinggian maksiumum, maka perpindahan benda sama dengan ketinggiannya.

Dalam hal perpindahan kita harus memperhatikan perbedaan antara gerak jatuh bebas dan gerak vertikal ke atas. Kalau pada gerak jatuh bebas, ketinggian dihitung dari titik atas (titik awal benda dijatuhkan) sedangkan pada gerak vertikal ke atas, ketinggian dihitung dari bawah (titik awal benda bergerak ke atas). Jadi, pada gerak vertikal ke atas, ketinggian (h) yang digunakan untuk menyatakan perpindahan diukur sebagaimana umumnya.

Suatu benda dikatakan bergerak vertikal ke atas jika menunjukkan ciri-ciri berikut ini :
  1. Benda bergerak dengan lintasan berupa garis lurus dalam arah vertikal
  2. Benda bergerak dari titik terendah ke titik tertinggi
  3. Kecepatan benda berubah secara teratur (semakin menurun)
  4. Kecepatan benda pada titik tertinggi (ketinggian maksimum) sama degan nol
  5. Benda mengalami perlambatan (a = -g)

Sama seperti gerak jatuh bebas, pada gerak vertikal ke atas juga berlaku hukum kekekalan energi mekanik. Energi mekanik di setiap titik sepanjang lintasannya akan sama besar. Energi kinetik terbesar berada pada titik terendah sedangkan energi kinetik tertinggi berada pada titik tertinggi.

Rumus Dasar Gerak Vertikal ke Atas


Karena gerak vertikal ke atas merupakan gerak lurus berubah beraturan, maka rumus dasar gerak vertikal ke atas sama dengan rumus dasar GLBB. Hanya saja karena percepatan dan perpindahan dinyatakan dalam besaran yang berbeda, maka ada perubahan simbol seperti 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 awal (m/s)
s = perpindahan (m)
a = percepatan (m/s2)
t = waktu tempuh (s)
Rumus Utama GVA
vt = vo − g.t
vt2 = vo2 − 2.g.h
h = vo.t − ½.g.t2

Dengan :
vt = kecepatan setelah t detik (m/s)
vo = kecepatan awal (m/s)
h = perpindahan (m)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
t = waktu tempuh (s)

Perhatikan kedua rumus utama di atas. Perhatikan bahwa pada gerak vertikal ke atas (GVA), percepatannya bernilai negatif sehingga tidak ada tanda plus minus (±) seperti pada GLBB. Kemudian perhatikan pula simbol besaran yang berbeda. Meski berbeda simbol, pada dasarnya simbol tersebut digunakan untuk menyatakan besaran yang sama.
Pengertian, Ciri-ciri dan Rumus Gerak Jatuh Bebas

Pengertian, Ciri-ciri dan Rumus Gerak Jatuh Bebas

Pada artikel sebelumnya kita telah membahas tentang pengertian, ciri-ciri, dan rumus umum gerak lurus berubah beraturan. Kali ini kita akan membahas tentang gerak jatuh bebas yang merupakan salah satu contoh gerak lurus berubah beraturan dalam arah vertikal. Secara umum, gerak lurus berubah beraturan dalam arah vertikal terdiri dari tiga jenis yaitu gerak jatuh bebas, gerak vertikal ke bawah, dan gerak vertikal ke atas. Pada prinsipnya, gerak jatuh bebas sama saja dengan gerak vertikal ke bawah namun ada sedikit perbedaan yang membuat gerak jatuh bebas jadi lebih mudah dianalisis.

Definisi Gerak Jatuh Bebas


Gerak jatuh bebas adalah gerak lurus berubah beraturan dengan kecepatan awal nol dan mengalami percepatan sebesar percepatan gravitasi (a = g). Dengan kata lain, gerak jatuh bebas adalah gerak benda dalam arah vertikal tanpa kecepatan awal.

Gerak jatuh bebas dapat terjadi karena pengaruh gaya gravitasi misalnya buah yang jatuh dari pohonnya, atau bisa juga karena kegiatan manusia misalnya bola dijatuhkan dari suatu gedung dengan ketinggian tertentu tanpa diberi kecepatan awal.

Berbicara mengenai gerak lurus berubah beraturan dalam arah vertikal tidak terlepas dari adanya gaya gravitasi. Perubahan kecepatan yang dialami benda ketika jatuh bebas terjadi karena adanya perngaruh gravitasi bumi. Benda yang jatuh akan bergerak semakin cepat dari kecepatan nol hingga kecepatan maksimum sesaat sebelum menyentuh bumi.

Konsep dasar yang harus kita ingat pada gerak jatuh bebas adalah benda yang bergerak jatuh bebas akan mengalami percepatan sehingga kecepatannya bertambah. Pertambahan kecepatan tersebut terjadi karena gerak benda searah dengan gaya gravitasi bumi. Jadi, percepatan pada gerak jatuh bebas selalu bernilai positif yaitu sebesar percepatan gravitasi (a = g = 9,8 m/s2).

Sebenarnya ketika benda bergerak jatuh bebas, ada gaya gesekan antara benda dengan udara dan gaya tersebut seharusnya menghambat pergerakan benda. Sehingga gaya gesekan tersebut berlawanan arah dengan gaya gravitasi yang dialami benda. Akan tetapi, dalam kinematika gerak lurus, biasanya gaya gesekan tersebut diabaikan, sehingga gerak benda hanya dipengaruhi oleh percepatan gravitasi.

Ciri-ciri Gerak Jatuh Bebas 


Selain percepatan, kita juga harus memperhatikan lintasan benda. Karena gerak jatuh bebas merupakan gerak dalam arah vertikal, maka perpindahan benda juga terjadi dalam arah vertikal sehingga perpindahan benda lebih sering disimbolkan dengan h atau ketinggian.

Akan tetapi perlu diingat bahwa gerak jatuh bebas dimulai dari ketinggian tertentu ke permukaan yang lebih rendah atau permukaan tanah. Jadi, ketinggian (h) yang digunakan untuk menyatakan perpindahan benda dihitung dari atas atau dari ketinggian awal ketika benda jatuh bukan dari bawah seperti menghitung ketinggian pada umumnya.

Suatu benda akan dikatakn bergerak jatuh bebas jika menunjukkan ciri-ciri berikut ini :
  1. Benda jatuh dari ketinggian tertentu di atas permukaan tanah
  2. Gerak benda dalam arah vertikal dan lintasan berupa garis lurus
  3. Kecepatan awal benda sama dengan nol (vo = 0)
  4. Perpindahan benda dalam arah vertikal
  5. Percepatan benda sama dengan percepatan gravitasi (a = +g)

Pada gerak jatuh bebas, berlaku hukum kekekalan energi mekanik sehingga energi mekanik di titik tertinggi (titik awal jatuh) akan sama dengan energi mekanik benda di titik terendah. Prinsip kekekalan energi mekanik ini biasanya dapat kita manfaatkan untuk menyelesaikan soal-soal yang berkaitan dengan kinematika gerak lurus dan usaha.

Pada poin ketiga ciri-ciri gerak jatuh bebas dinyatakan bahwa kecepatan awal benda sama dengan nol. Lalu bagaimana jika kecepatan benda tidak sama dengan nol? Jika kecepatan awal benda tidak sama dengan nol maka gerak tersebut bukan tergolong gerak jatuh bebas melainkan gerak vertikal ke bawah. Tapi, gerak jatuh bebas bisa juga kita sebut sebagai gerak vertikal ke bawah karena sama-sama bergerak ke bawah dalam arah vertikal.

Rumus Umum Gerak Jatuh Bebas 


Karena gerak jatuh bebas merupakan gerak lurus berubah beraturan, maka rumus dasar gerak jatuh bebas sama dengan rumus dasar GLBB. Hanya saja karena percepatan dan perpindahan dinyatakan dalam besaran yang berbeda, maka ada perubahan simbol seperti 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 awal (m/s)
s = perpindahan (m)
a = percepatan (m/s2)
t = waktu tempuh (s)
Rumus Utama GJB
vt = vo + g.t
vt2 = vo2 + 2.g.h
h = vo.t + ½.g.t2

Dengan :
vt = kecepatan setelah t detik (m/s)
vo = kecepatan awal (m/s)
h = perpindahan (m)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
t = waktu tempuh (s)

Perhatikan kedua rumus utama di atas. Perhatikan bahwa pada gerak jatuh bebas (GJB), percepatannya selalu positif sehingga tidak ada tanda plus minus (±) seperti pada GLBB. Kemudian perhatikan pula simbol besaran yang berbeda. Meski berbesa simbol, pada dasarnya simbol tersebut digunakan untuk besaran yang sama.

Selanjutnya yang harus kita perhatikan, karena pada gerak jatuh bebas tidak ada kecepatan awal, maka kecepatan awalnya sama dengan nol sehingga rumus utama gerak jatuh bebas bisa disederhanakan lagi menjadi :
vt = g.t
vt2 = 2.g.h
h = ½.g.t2

Dari rumus vt2 = 2.g.h, maka diperoleh rumus menghitung kecepatan setelah t detik yang sering digunakan dalam menyelesaikan soal gerak jatuh bebas yaitu :
vt = √2.g.h

Rumus gerak jatu bebas yang ketiga (h = ½.g.t2), biasanya digunakan untuk menghitung ketinggian atau kedalaman jurang. Biasanya untuk menghitung kedalaman jurang, kita bisa menjatuhkan suatu benda kemudian mencatat waktu yang dibutuhkan oleh benda untuk sampai ke dasar jurang. Tentu saja kita harus menggunakan benda tertentu yang bisa memberi tanda bahwa benda tersebut telah menyentuh tanah misalnya adanya bunyi dan sebagainya.
Langganan: Postingan (Atom)