Gerak lurus berubah beraturan adalah gerakan yang terjadi pada suatu objek yang melakukan gerak lurus dengan arah yang berubah. Gerak ini disebabkan oleh adanya gaya yang bekerja pada suatu titik pada objek, yang membuat objek bergeser dari posisi semula dan melakukan gerak lurus dengan arah yang berbeda.
Gerak lurus berubah beraturan dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu gerak lurus berubah beraturan dengan tetap dan gerak lurus berubah beraturan dengan variabel.
Gerak lurus berubah beraturan dengan tetap adalah gerakan yang terjadi pada suatu objek yang melakukan gerak lurus dengan arah yang tetap, tetapi posisi objek berubah. Contoh dari gerakan ini adalah mobil yang melintasi jalan lurus, tetapi posisi mobil berubah karena adanya gaya gesekan.
Gerak lurus berubah beraturan dengan variabel adalah gerakan yang terjadi pada suatu objek yang melakukan gerak lurus dengan arah yang berubah. Contoh dari gerakan ini adalah mobil yang melintasi jalan yang berkecenderungan, sehingga arah gerakan mobil berubah.
Gerak lurus berubah beraturan merupakan konsep fisika yang penting untuk dipahami, terutama dalam bidang mekanika dan teknologi. Pemahaman tentang gerak lurus berubah beraturan dapat digunakan dalam pengembangan teknologi transportasi, mesin, dan sistem penggerak. Selain itu, pemahaman tentang gerak lurus berubah beraturan dapat digunakan dalam pengembangan teknologi robotika dan automasi.
Untuk mengukur gerak lurus berubah beraturan, dapat digunakan alat seperti tachometer atau speedometer. Alat ini dapat menentukan kecepatan suatu objek saat melakukan gerak lurus dengan arah yang berubah. Selain itu, gerak lurus berubah beraturan dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan pergerakan, yaitu s = s0 + vt + ½at2, di mana s adalah posisi saat ini, s0 adalah posisi awal, v adalah kecepatan awal, t adalah waktu, dan a adalah percepatan.
Pemahaman tentang gerak lurus berubah beraturan dan cara mengukurnya penting untuk dipahami, terutama dalam bidang teknologi, mekanika, dan fisika. Selain itu, pemahaman tentang gerak lurus berubah beraturan dapat membantu kita memahami gerakan-gerakan yang terjadi pada alam sekitar, seperti gerakan benda-benda yang bergeser dan berputar.
Soal Pilihan Ganda
Berikut adalah 10 soal pilihan ganda tentang Gerak Lurus Beraturan (GLBB) beserta pembahasannya:
Soal 1:
Sebuah mobil bergerak dengan percepatan 2 m/s² selama 5 detik. Berapakah kecepatan mobil setelah 5 detik?
A) 2 m/s
B) 5 m/s
C) 10 m/s
D) 25 m/s
Pembahasan 1:
Jawaban yang benar adalah C) 10 m/s. Kecepatan pada GLBB dapat dihitung dengan rumus v = u + at, di mana v adalah kecepatan akhir, u adalah kecepatan awal, a adalah percepatan, dan t adalah waktu. Dalam kasus ini, percepatan adalah 2 m/s² dan waktu adalah 5 detik. Kecepatan awal (u) tidak diberikan, jadi diasumsikan sebagai 0 m/s karena mobil mulai dari keadaan diam. Dengan menggunakan rumus v = u + at, kita dapat menghitung v = 0 + 2 × 5 = 10 m/s.
Soal 2:
Sebuah objek bergerak dengan kecepatan konstan 20 m/s selama 10 detik. Berapakah jarak yang ditempuh objek tersebut?
A) 100 m
B) 200 m
C) 300 m
D) 400 m
Pembahasan 2:
Jawaban yang benar adalah B) 200 m. Jarak pada GLBB dapat dihitung dengan rumus s = ut + 0.5at², di mana s adalah jarak, u adalah kecepatan awal, t adalah waktu, dan a adalah percepatan. Dalam kasus ini, kecepatan (u) adalah 20 m/s dan waktu (t) adalah 10 detik. Percepatan (a) adalah 0 karena objek bergerak dengan kecepatan konstan. Dengan menggunakan rumus s = ut + 0.5at², kita dapat menghitung s = 20 × 10 + 0.5 × 0 × (10)² = 200 m.
Soal 3:
Sebuah bola dilempar ke atas dengan kecepatan awal 30 m/s. Berapakah waktu yang diperlukan bola untuk mencapai titik tertinggi?
A) 3 detik
B) 5 detik
C) 6 detik
D) 10 detik
Pembahasan 3:
Jawaban yang benar adalah A) 3 detik. Waktu yang diperlukan untuk mencapai titik tertinggi pada GLBB dapat dihitung dengan rumus t = (v – u) / a, di mana t adalah waktu, v adalah kecepatan akhir, u adalah kecepatan awal, dan a adalah percepatan. Dalam kasus ini, kecepatan awal (u) adalah 30 m/s, kecepatan akhir (v) adalah 0 m/s (ketika bola mencapai titik tertinggi), dan percepatan (a) adalah -10 m/s² (mengingat perlawanan gravitasi). Dengan menggunakan rumus t = (v – u) / a, kita dapat menghitung t = (0 – 30) / (-10) = 3 detik.
Soal 4:
Sebuah roket meluncur ke atas dengan percepatan 20 m/s². Berapakah kecepatan roket setelah 2 detik?
A) 40 m/s
B) 30 m/s
C) 20 m/s
D) 10 m/s
Pembahasan 4:
Jawaban yang benar adalah B) 30 m/s. Kecepatan pada GLBB dapat dihitung dengan rumus v = u + at, di mana v adalah kecepatan akhir, u adalah kecepatan awal, a adalah percepatan, dan t adalah waktu. Dalam kasus ini, percepatan adalah 20 m/s² dan waktu adalah 2 detik. Kecepatan awal (u) tidak diberikan, jadi diasumsikan sebagai 0 m/s karena roket mulai dari keadaan diam. Dengan menggunakan rumus v = u + at, kita dapat menghitung v = 0 + 20 × 2 = 40 m/s.
Soal 5:
Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan 10 m/s.Maaf, sepertinya Anda belum menyelesaikan Soal 5. Mohon berikan informasi tambahan atau lanjutkan dengan Soal 5 agar saya dapat membantu Anda dengan pembahasannya.
Esay
Kali ini admin akan memposting beberapa contoh Soal essay dan pembahasan gerak GLBB, semoga bermanfaat ya…
1. Sebuah mobil yang berhenti di tempat parkir tiba-tiba bergerak dengan percepatan 2 meter/sekon2. Berapa kecepatan mobil tersebut setelah selang waktu 1 menit?.
Jawab
Mobil mula-mula berhenti pada saat t1 = 0 s, maka v1 = 0 m/s. Dengan menggunakan perhitungan berikut ini kita bisa mengetahui kecepatan mobil pada saat 1 menit = 60 s.
Jadi kecepatan mobl tersebut saat t = 1 menit yaitu 120 m/s.
2. Mobil pada mulanya diam. Setelah 10 sekon, kelajuan mobil bertambah menjadi 20 m/s. Tentukan percepatan mobil!
Pembahasan
Tanpa rumus (gunakan logika) :
Kelajuan mobil berubah menjadi 20 m/s setelah 10 sekon. Ini berarti kelajuan mobil bertambah 2 m/s setiap 1 sekon. Jadi percepatan mobil adalah 2 m/s per 1 sekon = 2 m/s per sekon = 2 m/s2.
Menggunakan rumus :
Diketahui :
Kelajuan awal (vo) = 0 (mobil diam)
Selang waktu (t) = 10 sekon
Kelajuan akhir (vt) = 20 m/s
Ditanya : percepatan mobil (a)
Jawab :
Karena diketahui vo, vt, t dan ditanya a maka gunakan rumus glbb vt = vo + a t
vt = vo + a t
20 = 0 + (a)(10)
20 = 10 a
a = 20 / 10
a = 2 m/s2
Besar percepatan mobil adalah 2 m/s2. Ini artinya kelajuan mobil bertambah 2 m/s setiap 1 sekon.
3. Diketahui sebuah benda bergerak dengan kecepatan 5 meter/detik. Benda ini kemudian mengalami pertambahan kecepatan (percepatan) sebesar 2 meter/detik. Hitunglah berapa kecepatan dan jarak yang telah ditempuhnya dalam waktu 2 detik.
Penyelesaian:
Dik:
So = 0
Vo = 5 m/s
a = 2 m/s2
t = 2 s
Dit:
A. V ?
B. S ?
Jawab:
A. V = Vo + a.t
= 5 + 2.2
= 9 meter/detik
B. S = So + Vo. t + 1/2. a. t2
= 0 + 5.2 + 0.5. 2. 22
= 10 + 4
=14 m
4. Sebuah mobil diketahui mulamula bergerak dengan kecepatan 10 meter/detik. Mobil ini kemudian berhenti dalam waktu 2 detik setelah direm secara tibatiba. Berapakah perlambatan yang dialami mobil tersebut? Setelah berapa meterkah mobil tersebut berhenti (mulai dari saat di rem)?
Penyelesaian:
Dik :
So = 0
V0 = 10 m/detik
V = 0 (karena mobil berhenti)
t = 2 detik
Dit :
A. Perlambatan (a) ?
B. Jarak (s) mulai saat di rem sampai berhenti?
Jawab :
A.
Vt = Vo + a.t
0 = 10 + a.2
– 2.a= 10
a = -5 m/s2
B.
S = So + Vo. t + 1/2. a. t2
= 0 + 10.2 + 0.5. -5. 22
= 0 + 20 + (-10)
= 10 meter
5. Ada sebuah truk mula-mula bergerak dengan kecepatan 60 km/jam. Berapa besar percepatan truk tersebut agar truk dapat berhenti pada waktu 6 menit?Jawab
Diketahui:
v1 = 60 km/jam = 60.000 : 3600 = 16,67 m/s
v2= 0 km/jam = 0 m/s
t1= o s
t2= 6 menit = 360 s
a = ….?
Dengan menggunakan persamaan seperti pada contoh satu, kita dapat mengetahui percepatannya yaitu
Nilai minus (-) merupakan tanda bahwa truk tersebut mengalami perlambatan.
6. Mobil pada mulanya bergerak dengan kelajuan 30 m/s mengurangi kelajuannya hingga berhenti setelah 10 sekon. Besar perlambatan mobil adalah…
Pembahasan
Tanpa rumus (gunakan logika) :
Kelajuan mobil berkurang dari 30 m/s menjadi 0 selama 10 sekon. Ini berarti kelajuan mobil berkurang 3 m/s setiap 1 sekon. Jadi perlambatan mobil adalah 2 m/s per sekon = 3 m/s2.
Menggunakan rumus :
Diketahui :
Kelajuan awal (vo) = 30 m/s
Kelajuan akhir (vt) = 0
Selang waktu (t) = 10 sekon
Ditanya : perlambatan (a) ?
Jawab :
Karena diketahui vo, vt, t dan ditanya a maka gunakan rumus glbb vt = vo + a t
vt = vo + a t
0 = 30 + (a)(10)
– 30 = 10 a
a = – 30 / 10
a = 3 m/s2
Besar percepatan mobil adalah -3 m/s2. Ini artinya kelajuan mobil berkurang 3 m/s setiap 1 sekon. Tanda negatif menunjukkan bahwa kelajuan mobil berkurang.
7. Hitunglah percepatan yang dialami sebuah benda yang pada awalnya diam, kemudian dalam waktu 5 detik dapat menempuh jarak 25 meter!
Penyelesaian:
Dik :
So = 0
V0 = 0 (karena awalnya diam)
t = 5 detik
S = 25 meter
Dit :
Percepatan (a) yang dialami benda?
Jawab :
S = So + Vo. t + 1/2. a. t2
25 = 0 + 0. 5 + 0.5. a. 52
25 = 12,5. a
a = 2 m/s2
8.Sebuah mobil berhenti di pinggir jalan. Kemudian bergerak dengan percepatan 40 km/jam2. Berapa jarak yang dapat ditempuh mobil tersebut dalam 1 menit?Jawab
Diketahui:
a = 40 km/jam2
t = 1 menit = 0,0167 jam
x1= 0
v1= 0
x2= …..?
Dengan menggunakan persamaan (3) kita bisa melakukan perhitungan menjadi seperti ini
Jadi dalam waktu 1 menit mobil terebut akan menempuh jarak sebesar 5,5578 meter dari tempat pemberhentian semula.
9. Sebuah benda pada mulanya diam bergerak dengan percepatan tetap sebesar 4 m/s2. Tentukan kelajuan dan jarak tempuh setelah 10 sekon.
Pembahasan
(a) Kelajuan
Percepatan 4 m/s2 artinya laju benda bertambah 4 m/s setiap 1 sekon. Setelah 2 sekon, kelajuan benda menjadi 8 m/s. Setelah 10 sekon, kelajuan benda menjadi 40 m/s.
(b) Jarak tempuh
Kelajuan awal (vo) = 0
Kelajuan akhir (vt) = 40 m/s
a = 4 m/s2
Jarak tempuh :
s = vo t + ½ a t2 = 0 + ½ (4)(102) = (2)(100) = 200 meter
10.Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan 20 m/s. Setelah menempuh jarak sejauh 480 meter kecepatannya menjadi 12 m/s. Hitunglah perlambatan yang dialami mobil tersebut dan berapakah waktu yang diperlukan sampai menempuh jarak 480 m tersebut!
Penyelesaian:
Dik :
So = 0
V0 = 20 m/s
V = 12 m/s
S = 480 meter
Dit :
A. t?
B. a?
Jawab
Vt = Vo + a.t
12 = 20 + a.t
at= – 8
S = So + Vo. t + 1/2. a. t2
480 = 0 + 20.t + 0.5 (at).t
480 = 20.t + 0.5 (-8).t
480 = 20t – 4t
480 = 16t
t = 480:16
t = 30 s (jawaban A)
Berikutnya masukkan ke persamaan at = – 8
a.30 = – 8
a = -4/15 m/s2 (jawaban B)