Grafik yang menunjukkan hubungan antara perpindahan X dan waktu tempuh t pada gerak lurus beraturan

Gerak lurus adalah gerak suatu obyek yang lintasannya berupa garis lurus. Jenis gerak ini disebut juga sebagai suatu translasi beraturan. Pada rentang waktu yang sama terjadi perpindahan yang besarnya sama. Gerak lurus dapat dikelompokkan menjadi gerak lurus beraturan dan gerak lurus berubah beraturan yang dibedakan dengan ada dan tidaknya percepatan.

1.     Gerak lurus beraturan

Gerak lurus beraturan (GLB) adalah gerak lurus suatu obyek, di mana dalam gerak ini kecepatannya tetap dikarenakan tidak adanya percepatan, sehingga jarak yang ditempuh dalam gerak lurus beraturan adalah kelajuan kali waktu.

dengan arti dan satuan dalam SI:

• s = jarak tempuh (m)
• v = kecepatan (m/s)
• t = waktu (s)

• Grafik perpindahan terhadap waktu (s-t)

Grafik perpindahan terhadap waktu pada GLB ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Tampak pada gambar bahwa grafik jarak/perpindahan (s) terhadap waktu (t) berbentuk garis lurus miring ke atas melalui titik asal koordinat O (0,0). Apabila ditinjau dari kemiringan grafik, maka tan α = v

Dengan demikian jika grafik jarak terhadap waktu (s-t) dari dua benda yang bergerak beraturan berbeda kemiringannya, maka grafik dengan sudut kemiringan besar menunjukkan kecepatan lebih besar.

• Grafik Kecepatan terhadap Waktu (v-t)

Grafik kecepatan terhadap waktu pada GLB ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Tampak pada gambar bahwa grafik v-t berbentuk garis lurus mendatar. Bentuk ini menunjukkan bahwa pada GLB, kecepatan suatu benda selalu tetap untuk selang waktu kapanpun.

Contoh Soal :

Mobil A dan B dalam kondisi diam terpisah sejauh 1200 m.

Kedua mobil kemudian bergerak bersamaan saling mendekati dengan kecepatan konstan masing-masing VA = 40 m/s dan VB = 60 m/s. Tentukan: a) Jarak mobil A dari tempat berangkat saat berpapasan dengan mobil B b) Waktu yang diperlukan kedua mobil saling berpapasan

c) Jarak mobil B dari tempat berangkat saat berpapasan dengan mobil A

Pembahasan
Waktu tempuh mobil A sama dengan waktu tempuh mobil B, karena berangkatnya bersamaan. Jarak dari A saat bertemu misalkan X, sehingga jarak dari B (1200 − X)

a) tA = tB
SA/VA = SB/VB
( x )/40 = ( 1200 − x )/60 6x = 4( 1200 − x ) 6x = 4800 − 4x 10x = 4800 x = 480 meter b) Waktu yang diperlukan kedua mobil saling berpapasan

x = VA t

SB =VB t = (60)(12) = 720 m

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. dengan arti dan satuan dalam SI:

• v0 = kecepatan mula-mula (m/s)
• a = percepatan (m/s2)
• t = waktu (s)
• s = Jarak tempuh/perpindahan (m)

• Grafik Percepatan Terhadap Waktu

Benda yang melakukan GLBB memiliki percepatan yang tetap, sehingga grafik percepatan terhadap waktu (a-t) berbentuk garis mendatar sejajar sumbu waktu t.

• Grafik Kecepatan Terhadap Waktu pada GLBB yang dipercepat

Pada GLBB yang dipercepat kecepatan benda semakin lama semakin bertambah besar. Sehingga grafik kecepatan terhadap waktu (v-t) pada GLBB yang dipercepat berbentuk garis lurus condong ke atas dengan gradien yang tetap.

• Jika benda melakukan GLBB yang dipercepat dari keadaaan diam (kecepatan awal =Vo = 0), maka grafik v-t condong ke atas melalui O(0,0)

• Jika benda melakukan GLBB dipercepat dari keadaan bergerak (kecepatan awal = Vo ≠ 0) maka grafik v-t condong ke atas melalui titik potong pada sumbu v, yaitu (0,Vo).

• Jika anda melempar batu vertikal ke atas, maka batu itu akan mengalami pengurangan kecepatan yang sama dalam selang waktu sama. Jadi batu itu dikatakan mengalami perlambatan atau percepatan negatif. Jadi pada GLBB diperlambat, benda mengawali gerakan dengan kecepatan tertentu dan selanjutnya selalu mengalami pengurangan kecepatan. Grafik kecepatan terhadap waktu untuk GLBB diperlambat akan berbentuk garis lurus condong ke bawah.

• Grafik jarak terhadap waktu

Berikut kemungkinan grafik hubungan x dengan t pada gerak lurus berubah beraturan. Grafik jarak terhadap waktu ini dinamakan grafik fungsi kuadrat yang berbentuk parabola.

• Grafik dengan percepatan positif (a>0) berbentuk parabola terbuka ke atas dengan kecepatan awal Vo dan kedudukan awal xo = 0

• Grafik dengan percepatan positif (a>0) berbentuk parabola terbuka ke atas dengan kecepatan awal Vo dan kedudukan awal xo≠ 0

• Grafik dengan percepatan negatif (a<0) berbentuk parabola terbuka ke atas dengan kecepatan awal Vo dan kedudukan awal xo = 0

• Grafik dengan percepatan negatif (a<0) berbentuk parabola terbuka ke atas dengan kecepatan awal Vo dan kedudukan awal xo≠ 0

Contoh soal :

Setelah dihidupkan, Sebuah mobil bergerak dengan percepatan 2m/s2. Setelah berjalan selama 20 s, mesin mobil mati dan berhenti 10 s kemudian. Berapa jarak yang ditempuh oleh mobil tersebut ?

Penyelesaian : Sebelum mesin mobil mati Vo = 0 a = 2 m/s2 t = 20 s Vt = Vo + at Vt = 0 + 2 . 20 Vt = 40 m/s2 Setelah mesin mobil mati Vo = 40 m/s2 Vt = 0 t = 10s Vt = Vo + at Vt = 40 + a. 10 a = -4 S =Vo t + ½ a t2 S = 40. 10 + ½ (-4) .102 S = 200 m

Jadi, mobil tersebut telah menempuh jarak sejauh 200m sejak mulai bergerak hingga berhenti menempuh jarak 200 m