BAHAN AJAR GERAK LURUS KELAS X/ SEMESTER 1 OLEH : LIUS HERMANSYAH,

Transkripsi

1 BAHAN AJAR GERAK LURUS KELAS X/ SEMESTER 1 OLEH : LIUS HERMANSYAH, S.Si NIP SMA NEGERI 9 BATANGHARI 2013

2 I. JUDUL MATERI : GERAK LURUS II. INDIKATOR : 1. Menganalisis besaran-besaran fisika pada gerak dengan kecepaan konsan. 2. Menganalisis besaran-besaran fisika pada gerak dengan percepaan konsan. 3. Menganalisis grafik gerak lurus dengan kecepaan konsan dan gerak lurus dengan percepaan konsan. III. METODE : Ceramah, anya jawab, demonsrasi III. URAIAN MATERI : Kinemaika merupa-kan ilmu yang mempelajari enang gerak anpa memperhaikan penyebab imbulnya gerak. Sedangkan ilmu yang mempelajari gerak suau benda dengan memperhaikan penyebabnya disebu dinamika. Dinamika akan Anda pelajari pada saa Anda mempelajari hukum-hukum Newon. Seelah belajar maeri ini kalian diharapkan dapa: 1. membedakan perpindahan dan jarak empuh, 2. membedakan kecepaan dan kelajuan baik nilai raa-raa maupun sesaanya, 3. membedakan percepaan dan perlajuan baik nilai raa-raa maupun sesaanya, 4. menyimpulkan karakerisik gerak lurus berauran (GLB), 5. menyimpulkan karakerisik gerak lurus berubah berauran (GLBB), 6. menerapkan besaran-besaran GLBB pada gerak jauh bebas. A. Jarak dan Perpindahan Pada fisika, jarak dan perpindahan memiliki pengerian yang berbeda. Jarak diarikan sebagai panjang linasan yang diempuh oleh suau benda dalam selang waku erenu, dan merupakan besaran skalar. Perpindahan adalah perubahan kedudukan suau benda dalam selang waku erenu dan merupakan besaran ekor. Perhaikan Gambar beriku! A B Ucok berjalan dari iik A ke iik B sejauh 8 m, kemudian belok ke kanan sejauh 6 m dan berheni di C. Toal perjalanan yang diempuh oleh Ucok adalah 8 meer diambah 6 meer, yaiu 14 meer. Toal perjalanan 14 m ini disebu jarak yang diempuh Ucok. Berbeda dengan jarak, perpindahan Ucok adalah sebagai beriku. Posisi mula-mula Ucok di iik A dan posisi akhirnya diiik C yang besarnya dapa dihiung dengan menggunakan rumus phy-agoras. Perpindahan Ucok AC AB BC m Jadi, Ucok mengalami perpindahan sejauh 10 m. C

3 B. Kecepaan dan Kelajuan Pada kehidupan sehari-hari orang sering menggunakan kaa kecepaan meskipun yang dimaksud sebenarnya adalah kelajuan. Misalnya, kerea iu bergerak dengan kecepaan 80 km/jam. Pernyaaan ini sebenarnya kurang epa, karena kalau ingin menyaakan kecepaan, arahnya harus disebukan. Supaya benar pernyaaan ersebu harus diubah menjadi kerea iu bergerak dengan kecepaan 80 km/jam ke arah bara. Kelajuan adalah cepa lambanya perubahan jarak erhadap waku dan merupakan besaran skalar yang nilainya selalu posiif, sehingga idak memedulikan arah. Kelajuan diukur dengan menggunakan spidomeer. Kecepaan adalah cepa lambanya perubahan kedudukan suau benda erhadap waku dan merupakan besaran ekor, sehingga memiliki arah. Kecepaan diukur dengan menggunakan elociomeer. B A 5 km 20 km 5 km Gambar Kecepaan raa-raa dan kecepaan sesaa. a. Kelajuan raa-raa Wulan Kelajuan raa-raa C D Jarak oal Waku empuh km/jam Kelajuan raa-raa Kecepaan raa-raa adalah x2 x1 Jadi, kelajuan raa-raa Wulan adalah 30 km/jam. b. Kecepaan raa-raa Wulan Jarak oal Waku empuh Keerangan: : kecepaan raa-raa (ms -1 ) x 1 : iik awal (m) x 2 : iik akhir (m) 1 : waku akhir (s) : waku awal (s) 2 x 2 x km/jam 1 0 Jadi, kecepaan raa-raa Wulan adalah 20 km/jam. C. Percepaan Percepaan adalah perubahan kecepaan dan aau arah dalam selang waku erenu. Percepaan merupakan besaran ekor. Percepaan berharga posiif jika kecepaan suau benda berambah dalam selang waku erenu. Percepaan berharga negaif jika kecepaan suau benda berkurang dalam selang waku erenu. Percepaan raa-raa ( a ) adalah hasil bagi anara perubahan kecepaan ( ) dengan selang waku yang digunakan selama perubahan kecepaan ersebu ( ). Secara maemais dapa diulis sebagai beriku. a Keerangan: a : percepan raa-raa (m/s 2 ) : perubahan kecepaan (m/s) : selang waku (s) 1 : kecepaan awal (m/s) 2 : kecepaan akhir (m/s) 1 : waku awal (s) : waku akhir (s) 2

4 CONTOH: 10 Sebuah benda bergerak dengan kecepaan awal 4 m/s. Kemudian kecepaannya berubah secara berauran menjadi 10 m/s selama 10 sekon seperi graf - padagambar ; Tenukan: 4 α 5 10 Δ 6 (s) percepaan raa-raa dari 0 s.d 10 s, m/s 10 s 10 m/s 0,6 m/s 2 D. Gerak Lurus Berauran (GLB) Gerak lurus berauran (GLB) adalah gerak suau benda dengan kecepaan eap. Di buku lain, GLB sering didefinisikan sebagai gerak suau benda pada linasan lurus dengan kecepaan eap. Hal ini di perbolehkan karena kecepaan eap memiliki ari besar maupun arahnya eap, (s) + ΔS + luas (kura erarsir) +. Dari penjelasan dan perumusan persamaan di aas, dapa disimpulkan ciri-ciri gerak lurus berauran (GLB) sebagai beriku. eap +... (3.12) S (m) Jarak benda yang bergerak GLB juga dapa dijelas-kan melalui graf k. Dengan menggunakan rumus jarak pada persamaan 3.12 dapa diperoleh graf k S- seperi pada Gambar. S 0 (c) (m) CONTOH Kerea api mencapai kecepaan eap seelah me-nempuh jarak 1 km dari sasiun. Kecepaannya sebesar 72 km/jam. Jika waku dihiung seelah 1 km maka enukan: a. kecepaan kerea saa 0,5 jam, b. graf k kecepaan erhadap waku, c. graf k jarak erhadap waku, d. jarak kerea dari sasiun seelah 2 jam! (km/jam) 72 km/jam (eap) dan S 0 1 km a. 0,5 jam Gerak kerea GLB ( eap) berari kecepaan saa 0,5 jam adalah eap. 72 km/jam b. Graf k - linier mendaar seperi pada Gambar (a). 72 (a) S (km) (jam) c. Grafik S- linier naik seperi pada Gambar. S d. Unuk 2 jam dapa diperoleh jarak kerea dari sasiun memenuhi: km 1 (jam)

5 E. Gerak Lurus Berubah Berauran GLBB adalah gerak suau benda pada linasan garis lurus yang percepaannya eap. Percepaan eap menunjukkan bahwa besar dan arahnya sama. 0 + Δ + luas {daerah erarsir bagian (c)} + a Jadi hubungan dan a gerak GLBB memenuhi persamaan beriku. (s) + a... (3.14) a (m/s) a dengan : kecepaan sesaa (m/s) kecepaan awal (m/s) 0 a percepaan (m/s 2 ) selang waku (s) (c) (s) CONTOH Sebuah mobil pembalap memulai geraknya den-gan kecepaan 10 m/s. Mesin mobil ersebu mampu memberikan percepaan yang eap 2 m/s 2. Berapakah kecepaan mobil ersebu seelah bergerak 10 s? 0 10 m/s, a 2 m/s 2, 10 s Kecepaan mobil ersebu seelah 10 s memenuhi: + a m/s Jarak empuh benda S 0 + a 2 S luas (rapesium) rapesium : daerah erarsir 0 S (jumlah sisi sejajar). inggi (s) S ( 0 + ) as CONTOH Sebuah pesawa erbang dipercepa dari kecepaan 20 m/s menjadi 40 m/s dalam waku 10 sekon. Berapakah jarak yang diempuh pesawa dalam waku ersebu? 0 20 m/s, 40 m/s 10 s Percepaan pesawa dapa dienukan dengan persamaan + a a. 10 a 2 m/s 2 Dari nilai percepaan ini dapa dienukan jarak empuh pesawa sebagai beriku. S 0 + a m

6 F. Gerak Jauh Bebas A Gerak jauh bebas adalah gerak jauh yang hanya dipengaruhi oleh gaya arik bumi dan bebas dari hambaan gaya-gaya lain. h o B C S h Gerak jauh bebas ermasuk GLBB dipercepa dengan kecepaan awal V o nol dan percepaan sebesar percepaan graiasi (g), sehingga berlaku persamaan: a) g. b) S 1 2. g. 2 G. Gerak Verikal ke Aas Gerak erikal ke aas ermasuk GLBB diperlamba berauran dengan kecepaan awal O dan perlambaan sama dengan percepaan grafiasi (a -g) Dengan demikian berlaku persamaan: V o a) o g. h max b) h o. 1 2 g 2 Gambar 2.28