Ketika
kita bergerak menuju suatu tempat, tentu kita akan melintasi suatu lintasan
dengan kecepatan tertentu dan memerlukan waktu tertentu pula.
A. Gerak
Benda dapat dikatakan bergerak apabila
mengalami perubahan posisi dari suatu titik acuan. Benda yang bergerak
akan melalui suatu lintasan tertentu. Lintasan
dapat berupa lintasan yang lurus, melingkar atau parabola, ataupun tidak
beraturan. Namun, pada bagian ini kita akan mempelajari bagaimana gerak
benda pada lintasan yang lurus. Benda yang bergerak
pada suatu lintasan yang lurus, melibatkan waktu, jarak, dan kecepatan.
Bagaimana hubungan antara jarak dengan waktu? Bagaimana hubungan antara
kecepatan dengan waktu?
B. Jarak dan Perpindahan
Sebelum
kamu mempelajari gerak lurus, perhatikan Gambar di bawah! Coba hitung berapa
besar jarak dan perpindahan yang kamu lakukan saat melakukan perjalanan dari
rumah ke sekolah dan dari sekolah kembali ke rumah!
 |
| Gambar Ilustrasi Jarak Rumah ke Sekolah |
Setiap hari kamu berangkat dari rumah ke sekolah kemudian kembali lagi ke rumah. Misalnya, jika diukur jarak rumah ke sekolah 2 km, maka jarak tempuh yang kamu lakukan setiap hari adalah 4 km. Namun perpindahan yang kamu lakukan bernilai nol km.
Mengapa
demikian? Ada perbedaan makna antara jarak dan perpindahan, yaitu:
a. Jarak
merupakan panjang lintasan yang ditempuh,
b. Perpindahan
merupakan jumlah lintasan yang ditempuh dengan memperhitungkan posisi awal dan
akhir benda, atau dengan kata lain perpindahan merupakan jarak lurus resultan
dari posisi awal sampai posisi akhir.
C. Kelajuan
Sekarang
pikirkan perjalanan saat kamu pergi dari rumah ke sekolah. Apakah kendaraan
yang kamu tumpangi melaju dengan kecepatan tetap? Bagaimana kamu dapat mengukur
besar kecepatan kendaraan yang kamu tumpangi?
 |
| Gambar Jarak dan Waktu Tempuh Seorang Atlet yang Sedang Berlari |
Perhatikan Gambar atlit di atas! Pada gambar tersebut tampak seorang atlet yang bergerak lurus beraturan mampu menempuh jarak 30 meter dalam waktu 6 sekon. Dengan kata lain, atlet tersebut mampu menempuh jarak 5 meter setiap sekonnya. Kemampuan atlet dalam menempuh jarak (s) tertentu setiap sekonnya (t) disebut sebagai kelajuan (v) atau secara matematis dapat ditulis: v = s/t
Tahukah
kamu bagaimana cara mengukur kelajuan kendaraan bermotor? Apakah benar dengan
menggunakan speedometer? Ternyata, speedometer yang ada di kendaraan mengukur kelajuan, tidak mengukur kecepatan gerak. Perhatikan
Gambar di bawah ini!
 |
| Gambar Perubahan Kelajuan pada Mobil yang Sedang Melaju |
Angka yang ditunjukkan pada speedometer selalu berubah-ubah. Hal ini menunjukkan kelajuan sesaat mobil yang sedang bergerak. Berdasarkan pernyataan tersebut, dapatkah kamu mendefinisikan apa yang dimaksud dengan kelajuan sesaat? Berdasarkan Gambar tersebut dapatkah kamu menentukan kelajuan sesaat mobil pada saat 2 sekon, 4 sekon, dan 8 sekon?
D. Kecepatan
Pada
mobil tertentu, biasanya dilengkapi oleh alat yang disebut dengan Global
Positioning System (GPS) untuk menginformasikan posisi, kecepatan, arah, dan waktu secara akurat. Perhatikanlah
Gambar di bawah, terlihat pada GPS mobil melaju dengan kelajuan yang tetap,
yaitu 20 m/s atau 72 km/jam. Tahukah kamu apa artinya?
 |
| Gambar Global Positioning System (GPS) pada Mobil |
Jika kelajuan mengukur jarak tempuh, maka kecepatan mengukur perpindahan (∆s, dengan ∆ adalah perubahan/selisih) gerak benda tiap satuan waktu (t).
Meskipun kelajuan dan kecepatan memiliki definisi konsep yang berbeda,namun pada Gerak Lurus Beraturan (GLB) besar kecepatan dan kelajuan memiliki nilai, simbol (v), serta satuan yang sama (m/s).
E. Perbedaan Antara Kelajuan Dengan Kecepatan
Ayo, Kita Selesaikan
1. Lengkapi double bubble map tentang perbedaan antara kelajuan
dengan kecepatan berikut!
 |
| Double bubble map tentang perbedaan antara kelajuan dengan kecepatan |
Jawab
 |
| Gambar Double Bubble Map tentang Perbedaan antara Kelajuan dengan Kecepatan. |
2. Perhatikan tabel Waktu dan Jarak Tempuh Bersepeda di bawah
ini!
Tabel tersebut menunjukkan besarnya jarak dan waktu yang diperlukan sepeda untuk bergerak. Coba gunakan rumus kelajuan dan percepatan untuk menghitung:
a. Kelajuan sepeda pada sekon
ke-2
b. Kelajuan sepeda pada sekon
ke-4
c. Kelajuan sepeda pada sekon
ke-5
d. Percepatan yang dialami
sepeda
Kesimpulan apakah yang
diperoleh dari gerak sepeda tersebut?
Jawab
Perhitungan kelajuan sepeda:
a. Kelajuan sepeda pada detik
ke 2
v = s/t = 4m/2s = 2 m/s
b. Kelajuan sepeda pada detik
ke 4
v = s/t = 8m/4s = 2 m/s
c. Kelajuan sepeda pada detik
ke 5
v = s/t = 10m/5s = 2 m/s
d. Percepatan yang dialami
sepeda = tidak ada, karena sepeda melaju dengan kecepatan konstan.
Kesimpulan:
Terdapat perbedaan antara
kelajuan dan kecepatan, kelajuan berkaitan dengan jarak tempuh dan kecepatan
berkaitan dengan perpindahan. Kelajuan dapat diukur dengan speedometer
sedangkan kecepatan menggunakan GPS. Sepeda tersebut melaju dengan kecepatan
konstan dan tidak mengalami percepatan.
Saat
melakukan perjalanan dari rumah ke sekolah, kendaraan yang kamu tumpangi akan
bergerak dengan kecepatan yang berubah-ubah tiap waktu. Perhatikan Gambar berikut!
 |
| Gambar Perubahan Kecepatan Mobil Saat Menjauhi Lampu Hijau dan Mendekati Lampu Merah |
Gambar di atas menunjukkan mobil yang sedang bergerak menjauhi lampu lalu lintas akan dipercepat, sedangkan saat mendekati lampu lalu lintas akan diperlambat. Percepatan atau perlambatan mobil tersebut dengan mudah dapat diamati dari adanya perubahan besar kelajuan mobil yang ditunjukkan oleh jarum speedometer atau angka yang muncul pada GPS. Secara matematis, percepatan dapat dirumuskan sebagai berikut.
dengan:
a = percepatan (m/s2)
∆v = perubahan kecepatan (m/s)
∆t
= perubahan waktu (s)
vt = kecepatan akhir (m/s)
v0 = kecepatan awal (m/s)
Ayo, Kita Diskusikan:
Saat mendekati lampu lalu lintas, mobil yang awalnya bergerak
dengan kecepatan sebesar 72 km/jam (20 m/s) diperlambat hingga 0 km/jam dalam
selang waktu 5 sekon dengan proses perubahan seperti dalam Tabel di bawah ini.
Tabel Waktu dan Jarak Tempuh Mobil
Pertanyaan: Berapakah perubahan kecepatan mobil dalam setiap sekon? Coba diskusikan dengan teman sebangkumu!
Setelah melakukan diskusi, apakah kamu telah menemukan besarnya
perubahan kecepatan dalam setiap sekon? Berdasarkan data yang terdapat pada
Tabel di atas dapat diketahui besar perlambatan mobil sebesar 4 m/s2. Nilai tersebut diperoleh dari:
v0 = 72 km/jam = 20 m/s
vt = 0 km/jam = 0 m/s
∆t = 5 s
a = ∆v/∆t = (20-0) : 5 = 4 m/s2
Karena perubahan kecepatan mobil dalam setiap sekon selalu
tetap, maka percepatan gerak mobil adalah tetap sehingga mobil tersebut
bergerak lurus berubah beraturan (GLBB).
Percepatan
benda tidak hanya berlaku pada kendaraan yang sedang bergerak secara
horizontal, tetapi juga pada benda yang bergerak secara vertikal. Semua benda
yang ada di permukaan bumi mengalami gaya gravitasi bumi. Gaya gravitasi yang
dimaksud adalah gaya tarik benda oleh bumi sehingga benda mengalami percepatan
konstan yaitu sebesar 9,8 m/s2 (percepatan gravitasi). Untuk memudahkan
dalam perhitungan, percepatan gravitasi bumi dibulatkan menjadi 10 m/s2.
Ayo, Kita Selesaikan
1. Sebuah mobil yang mula-mula diam bergerak
dipercepat beraturan hingga kecepatannya menjadi 72 km/jam setelah bergerak
selama 30 sekon. Percepatan yang dialami mobil tersebut adalah ….
Jawaban:
Diketahui:
vo = 0 km/jam
vt = 72 km/jam = 20 m/s
s = 30 s
Jawab:
a = (vt –vo)/s = 20 m/s :
30 s = 0,67 m/s2
Jadi, percepatan yang dialami mobil sebesar 0,67 m/s2.
2. Buah kelapa yang sudah tua dan matang
jatuh dari pohonnya. Jika percepatan gravitasi 10 m/s2, berapakah
kecepatan buah kelapa setelah jatuh selama 3 sekon?
Diketahui:
a = 10 m/s
s = 3 s
vo = 0 m/s
Jawab:
a = (vt –vo)/s
vt –vo = a × s = 10 m/s2
× 3 s = 30 m/s
vt –vo = 30 m/s – 0 m/s
= 30 m/s
Jadi, kecepatan buah kelapa sebesar 30 m/s.
Sumber:
Ilmu Pengetahuan Alam. SMP/MTs Kelas VIII Semester 1. Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan. Edisi Revisi Jakarta: Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, 2017
Baca juga:
GERAK BENDA DAN MAKHLUK HIDUP DI LINGKUNGAN SEKITAR | |
01 | |
02 | |
03 | |
04 | |
05 | |
06 | |
07 | |
08 | |
09 | |
10 | |
11 | Gangguan dan Kelainan pada Sistem Gerak dan Upaya Mencegah serta Mengatasinya |
12 | |
13 | |
14 | |
15 | |
16 | |
17 | |
18 | |
19 | |
Tidak ada komentar:
Posting Komentar