Kinematika Gerak Lurus

Gerak adalah keadaan dimana suatu benda berubah kedudukan atau posisinya terhadap titik acuan. Gerak lurus secara garis besar dibagi menjadi gerak lurus beraturan (GLB) dan gerak lurus berubah beraturan (GLBB).

Kinematika Gerak Lurus

Besaran yang digunakan dalam kinematika gerak lurus antara lain: posisi, jarak, perpindahan, kelajuan dan kecepatan. Posisi/kedudukan adalah keadaan benda terhadap titik acuan, misalnya koordinat kartesius atau arah mata angin.

Jarak (x), yaitu panjang lintasan total benda dari titik awal ke titik akhir pergerakannya. Perpindahan (Δx̅), yaitu panjang perubahan posisi benda dari titik awal ke titik akhir pergerakannya.

\bar{\Delta x} = x_2-x_1

Perpindahan termasuk besaran vektor, yaitu memiliki arah.

Konsep perbedaan antara besaran jarak dan besaran perpindahan:

Contoh:

Jika seseorang dari kota A akan pergi menuju kota D melalui jalur biru:

Jarak yang ditempuh oleh orang tersebut adalah sejauh 7 km. Namun, sejauh apapun jarak yang ditempuh, orang itu sebenarnya hanya mengalami perpindahan sejauh 4 km ke arah timur.

Kelajuan (v), yaitu jarak yang ditempuh per satuan waktu.

v =\frac{s}{t}

Kecepatan (v̅), yaitu perpindahan benda per satuan waktu.

\bar{v} =\frac{Δx}{Δ t}

Perbedaan kelajuan dan kecepatan adalah kelajuan merupakan besaran skalar, sedangkan kecepatan merupakan besaran vektor.

A. Gerak Lurus Beraturan

Gerak lurus beraturan (GLB) adalah gerak lurus dengan kecepatan tetap dan percepatan nol. Grafik hubungan kecepatan terhadap waktu (vt):

s = v.t

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

B. Gerak Lurus Berubah Beraturan

Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak lurus dengan percepatan tetap. GLBB terbagi menjadi GLBB horizontal dan GLBB vertikal.

Grafik hubungan kecepatan terhadap waktu (vt):

Gerak horizontal adalah gerak benda yang terjadi pada bidang atau secara mendatar/horizontal. Rumus gerak lurus pada GLBB horizontal dapat dihitung:

v_t = v_o + at

s = v_ot + \frac{1}{2}at^2

v_t^2=v_0^2+2as

1. Gerak Vertikal

Gerak vertikal adalah gerak benda yang terjadi secara vertikal, baik dari atas ke bawah atau sebaliknya. Besaran-besaran gerak lurus pada GLBB vertikal dengan anggapan bahwa:

1. Percepatan yang terjadi adalah percepatan gravitasi (a = g),
2. Jarak adalah ketinggian (s = h)

v_t = v_o + gt

h = v_ot + \frac{1}{2}gt^2

v_t^2=v_0^2+2gh

2. Gerak Jatuh Bebas

Gerak jatuh bebas adalah gerak vertikal ke bawah yang tidak memiliki kecepatan awal, dan percepatannya adalah gravitasi bumi.

v_t = gt

h = \frac{1}{2} gt^2

v_t=\sqrt{2gh}

contoh Gerak jatuh bebas jika hambatan udara diabaikan adalah :

1. buah kelapa jatuh dari pohonnya
2. bola dijatuhkan dari lantai dua.