Gerak lurus adalah salah satu konsep dasar dalam fisika yang mempelajari gerakan benda dalam lintasan lurus. Dalam fisika, gerak lurus dapat dibagi menjadi Gerak Lurus Beraturan (GLB) dan Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB). Kedua jenis gerak ini memiliki karakteristik dan rumus perhitungan yang berbeda, serta memiliki aplikasi yang penting dalam berbagai bidang ilmu, mulai dari teknik, olahraga, hingga teknologi.

Apa itu Gerak Lurus Beraturan (GLB)?

Gerak Lurus Beraturan (GLB) adalah gerakan suatu benda yang bergerak dengan kecepatan konstan sepanjang lintasan lurusnya. Dalam GLB, percepatan benda selalu nol sehingga kecepatannya tidak berubah selama gerakan.

Rumus-rumus dalam GLB

Beberapa rumus penting dalam GLB antara lain:

• • Jarak Tempuh (S): Jarak yang ditempuh oleh benda dalam GLB dapat dihitung menggunakan rumus:

S = v * t

• • Di mana S adalah jarak tempuh, v adalah kecepatan benda, dan t adalah waktu tempuh.
  • Kecepatan (v): Kecepatan benda dalam GLB dihitung dengan rumus:

v = ΔS / Δt

• Di mana v adalah kecepatan, ΔS adalah perubahan jarak, dan Δt adalah perubahan waktu.

Apa itu Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)?

Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) adalah gerakan suatu benda yang bergerak dengan percepatan konstan sepanjang lintasan lurusnya. Dalam GLBB, kecepatan benda berubah secara konstan setiap saat.

Rumus-rumus dalam GLBB

Beberapa rumus penting dalam GLBB antara lain:

• • Jarak Tempuh (S): Jarak yang ditempuh oleh benda dalam GLBB dapat dihitung menggunakan rumus:

S = v₀t + 1/2at²

• • Di mana S adalah jarak tempuh, v₀ adalah kecepatan awal benda, t adalah waktu tempuh, dan a adalah percepatan benda.
  • Kecepatan (v): Kecepatan benda dalam GLBB pada waktu tertentu dihitung dengan rumus:

v = v₀ + at

• Di mana v adalah kecepatan pada waktu tertentu, v₀ adalah kecepatan awal, a adalah percepatan, dan t adalah waktu.

1. Contoh Soal GLB Dan GLBB

Contoh Soal GLB

Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan konstan 20 m/s selama 3 menit. Berapakah jarak yang ditempuh mobil tersebut?

Pembahasan:

Diketahui:

• v = 20 m/s
• t = 3 * 60 = 180 detik

Gunakan rumus jarak tempuh GLB:

S = v * t = 20 m/s * 180 detik = 3600 meter atau 3,6 kilometer

Jadi, jarak yang ditempuh mobil adalah 3600 meter atau 3,6 kilometer.

Contoh Soal GLBB

Sebuah benda dilemparkan ke atas dengan kecepatan awal 30 m/s. Berapa jarak maksimum yang dapat dicapai oleh benda tersebut sebelum jatuh kembali ke tanah?

Pembahasan:

Diketahui:

• v₀ = 30 m/s
• a = -9,8 m/s² (gravitasi bumi, arah negatif menunjukkan arah ke bawah)

Gunakan rumus jarak maksimum yang dicapai:

S = v₀² / (2 * |a|) = (30 m/s)² / (2 * 9,8 m/s²) = 45,92 meter

Jadi, jarak maksimum yang dapat dicapai oleh benda tersebut sebelum jatuh kembali ke tanah adalah sekitar 45,92 meter.

2. Contoh Soal Gerak Lurus: GLB dan GLBB

Contoh Soal GLB

Soal 1

Seorang pelari berlari dengan kecepatan konstan 6 m/s. Hitunglah jarak yang ditempuh pelari tersebut setelah 10 detik.

Pembahasan:

Diketahui:

• v = 6 m/s
• t = 10 detik

Gunakan rumus jarak tempuh GLB:

S = v * t = 6 m/s * 10 detik = 60 meter

Jadi, jarak yang ditempuh pelari setelah 10 detik adalah 60 meter.

Soal 2

Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan konstan 72 km/jam. Berapa lama waktu yang diperlukan mobil untuk menempuh jarak 144 kilometer?

Pembahasan:

Diketahui:

• v = 72 km/jam = 20 m/s (konversi ke meter per detik)
• S = 144 kilometer = 144,000 meter (konversi ke meter)

Gunakan rumus waktu GLB:

t = S / v = 144,000 meter / 20 m/s = 7,200 detik = 7,2 jam

Jadi, waktu yang diperlukan mobil untuk menempuh jarak 144 kilometer adalah 7,2 jam.

Contoh Soal GLBB

Soal 1

Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan awal 20 m/s dan mengalami percepatan 2 m/s². Hitunglah jarak yang ditempuh mobil setelah 8 detik.

Pembahasan:

Diketahui:

• v₀ = 20 m/s
• a = 2 m/s²
• t = 8 detik

Gunakan rumus jarak tempuh GLBB:

S = v₀t + 1/2at²

S = (20 m/s)(8 detik) + 1/2(2 m/s²)(8 detik)²

S = 160 meter + 64 meter = 224 meter

Jadi, jarak yang ditempuh mobil setelah 8 detik adalah 224 meter.

Soal 2

Sebuah bola dilemparkan ke atas dengan kecepatan awal 30 m/s. Berapa lama waktu yang dibutuhkan bola untuk mencapai ketinggian maksimumnya sebelum jatuh kembali ke tanah? (Diasumsikan gravitasi -9,8 m/s²).

Pembahasan:

Diketahui:

• v₀ = 30 m/s
• a = -9,8 m/s²

Gunakan rumus kecepatan pada titik tertinggi untuk mencari waktu tempuh:

v = v₀ + at = 0 m/s (kecepatan pada titik tertinggi)

0 = 30 m/s – 9,8 m/s²t

t = 30 m/s / 9,8 m/s² = 3,06 detik

Jadi, waktu yang dibutuhkan bola untuk mencapai ketinggian maksimumnya sebelum jatuh kembali ke tanah adalah sekitar 3,06 detik.

Ringkasan

Gerak Lurus (GL) merupakan salah satu konsep dasar dalam fisika yang mempelajari pergerakan benda dalam lintasan lurus. Dalam pembahasan GL, terdapat dua jenis gerak utama, yaitu Gerak Lurus Beraturan (GLB) dan Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB). Kedua jenis gerak ini memiliki karakteristik yang berbeda-beda dan dapat diterapkan dalam berbagai situasi nyata, baik dalam dunia fisika, teknik, olahraga, maupun bidang lainnya.

Gerak Lurus Beraturan (GLB)

Gerak Lurus Beraturan (GLB) adalah gerakan benda yang bergerak dengan kecepatan konstan sepanjang lintasan lurusnya. Dalam GLB, benda tidak mengalami percepatan atau perlambatan, sehingga kecepatannya tetap konstan sepanjang waktu.

Rumus-rumus penting dalam GLB meliputi:

• Jarak Tempuh (S): Jarak yang ditempuh oleh benda dalam GLB dapat dihitung dengan rumus S = v * t, di mana v adalah kecepatan benda dan t adalah waktu tempuh.
• Kecepatan (v): Kecepatan benda dalam GLB dapat dihitung dengan rumus v = ΔS / Δt, di mana ΔS adalah perubahan jarak dan Δt adalah perubahan waktu.

Contoh aplikasi GLB dalam kehidupan sehari-hari antara lain adalah pergerakan kendaraan di jalan raya yang memiliki kecepatan tetap, seperti mobil atau sepeda motor yang berjalan lurus tanpa percepatan atau perlambatan yang signifikan.

Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) adalah gerakan benda yang mengalami percepatan atau perlambatan konstan sepanjang lintasan lurusnya. Dalam GLBB, kecepatan benda dapat berubah-ubah setiap saat.

Rumus-rumus penting dalam GLBB meliputi:

• Jarak Tempuh (S): Jarak yang ditempuh oleh benda dalam GLBB dapat dihitung dengan rumus S = v₀t + 1/2at², di mana v₀ adalah kecepatan awal benda, t adalah waktu tempuh, dan a adalah percepatan benda.
• Kecepatan (v): Kecepatan benda dalam GLBB pada waktu tertentu dapat dihitung dengan rumus v = v₀ + at, di mana v₀ adalah kecepatan awal benda, a adalah percepatan, dan t adalah waktu.

Contoh aplikasi GLBB dalam kehidupan sehari-hari antara lain adalah gerakan jatuh bebas benda, seperti sebuah bola yang dilemparkan ke atas dan kemudian jatuh kembali ke tanah, atau mobil yang sedang melakukan percepatan atau perlambatan pada jalan raya.

Relevansi dalam Ilmu Pengetahuan dan Teknologi

Pemahaman yang baik tentang konsep GLB dan GLBB memiliki relevansi yang besar dalam pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi modern. Dalam bidang teknik, misalnya, pemahaman terhadap GLB membantu dalam perencanaan dan analisis pergerakan mesin, kendaraan, serta struktur bangunan yang melibatkan pergerakan benda dengan kecepatan konstan. Sementara itu, pemahaman terhadap GLBB sangat penting dalam perancangan sistem kendali, analisis dinamika struktural, serta dalam studi pergerakan benda di ruang angkasa.