Gambar Sampul IPA · Bab 10 Gerak Lurus
IPA · Bab 10 Gerak Lurus
Iip Rohima Diana Puspita

24/08/2021 15:32:16

SMP 7 K-13

Lihat Katalog Lainnya
Halaman

Bab 10 - Gerak Lurus

119

Bab

Gerak Lurus

10

Standar Kompetensi:

Memahami gejala-gejala alam melalui pengamatan.

Kompetensi Dasar:

Menganalisis data percobanaan gerak lurus beraturan dan gerak lurus berubah beraturan serta penerapannya dalam ke-

h

idupan sehari-hari.

Gerak Lurus

Pengertian gerak

Kecepatan

Gerak lurus

Ć

Kecepatan tetap

Ć

Kecepatan rata-rata

Ć

Gerak Lurus Beraturan

(GLB)

Ć

Gerak

Lurus Berubah

Beraturan (GLBB)

Peta Konsep

Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP/MTs Kelas VII

120

Gambar 10.2 Posisi benda yang bergerak

Sumber: Encarta 2005

Gambar 10.1 Memahami pengertian gerak

Gerak adalah perubahan kedudukan atau posisi suatu benda. Ketika

terjadi perubahan posisi, berarti terdapat suatu posisi awal dan posisi

akhir. Posisi awal dalam gerak diistilahkan sebagai titik acuan.

Contoh lain, yaitu pada saat kita mengedipkan mata, berarti kita telah

menggerakkan kelopak mata dengan titik acuan kelopak terbuka.

Telah dijelaskan bahwa ketika sesuatu bergerak maka terjadi

perubahan posisi dari titik acuan. Sekarang, coba kamu cermati

kedudukan seorang anak yang duduk dan tertidur dalam kereta yang

mulai melaju dari terminal. Anak tersebut dikatakan bergerak bersamaan

dengan gerak kereta jika titik acuannya adalah terminal atau sepanjang

jalan yang dilaluinya. Namun, anak tersebut hanya diam jika titik

acuannya adalah kereta yang ia tumpangi.

Dari kejadian tersebut dapat kita nyatakan bahwa anak itu bergerak

atau anak itu diam. Kasus demikian merupakan contoh bahwa gerak

bersifat relatif, bergantung pada sudut pandang orang yang melihat

gerak tersebut terhadap titik acuan yang digunakan.

A. Pengertian Gerak

Perhatikanlah seseorang yang sedang menaikki sebuah sepeda!

Mula-mula sepeda tersebut diam pada tempat tertentu karena

pengendara sepeda tersebut tidak mengayuh. Jika sepeda tersebut

dikayuh oleh pengendaranya, apa yang terjadi? Tentunya sepeda akan

bergeser dari tempat semula, bukan? Itulah yang dinamakan dengan

gerak.

Sumber: image.google.co.id

Bab 10 - Gerak Lurus

121

Pikirkanlah

Gerak semu dapat kita

lihat pada peristiwa

terbitnya matahari. Kita

sering mengatakan bahwa

matahari terbit di timur

dan terbenam di barat.

Menurutmu manakah

yang bergerak, bumi atau

matahari? Kemukakan

pendapatmu!

!

1. Jelaskan apa yang dimaksud dengan gerak semu dan gerak

relatif!

2. Apakah matahari bergerak mengelilingi bumi? Jelaskan mengapa

pada pagi hari kita dapat melihat matahari terbit di timur dan

sore harinya matahari tenggelam di barat!

M

enguji Diri

B. Kecepatan

Gerak suatu benda untuk mengubah posisi (

Δ

s) dari titik acuan ke

titik akhir tentunya terjadi dalam selang waktu (

Δ

t) tertentu. Perubahan

posisi benda dalam satu satuan waktu disebut dengan kecepatan (v).

1. Kecepatan Tetap

Sebuah benda dikatakan bergerak dengan kecepatan tetap

untuk melakuka

n perubahan kedudukan yang sama, waktu yang

diperlukannya juga sama. Misalkan, sebuah kendaraan kedudukannya

berubah sejauh 15 km dalam waktu 30 menit. Kendaraan itu dikatakan

berkecepatan tetap jika untuk 15 km selanjutnya waktu yang dilalui

tetap, yaitu selama 30 menit.

Berdasarkan pengertian di atas, secara matematis kecepatan tetap

dapat ditulis sebagai:

Ketika kita berada di dalam suatu benda yang bergerak, saat

melihat keluar, kita akan merasakan semua benda di luar seakan-akan

bergerak berlawanan arah dengan kita. Padahal, yang yang bergerak itu

adalah benda yang kita tumpangi. Gerak pada kasus ini disebut gerak

semu, yaitu gerak benda yang dilihat dan dirasakan seseorang karena

orang tersebut berada pada tempat yang bergerak dengan kecepatan

tinggi.

I

nfo

Ć

Kecepatan adalah

perubahan posisi benda

dalam suatu satuan

waktu

Ć

Laju adalah besarnya

jarak yang ditempuh

dibagi dengan waktu

yang diperlukan untuk

menempuh jarak tersebut

Kecepatan ( v) merupakan besaran vektor yang nilai dan arahnya

tergantung pada arah perubahan posisi. Untuk mengukur kecepatan

dapat digunakan alat yang disebut speedometer.

Δ

s

Δ

t

v = ···

s e h i

ngga,

Δ

s = v

×

Δ

t dan

Δ

t = ···

Δ

s

v

dengan :

Δ

s = perubahan kedudukan (meter = m)

Δ

t = selang waktu (sekon = s)

v = kecepatan (meter/sekon = m/s)

Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP/MTs Kelas VII

122

Δ

s

tot

Δ

t

tot

v = ····· = ··················

Δ

s

1

+

Δ

s

2

+ ... +

Δ

s

n

Δ

t

1

+

Δ

t

2

+ ... +

Δ

t

n

dengan :

Δ

s

tot

= total perpindahan benda (m)

Δ

t

tot

= total selang waktu (s)

v

= kecepatan rata-rata (m/s)

Pikirkanlah

Bagaimanakah besarnya

kecepatan rata-rata orang

yang berjalan dengan

kecepatan konstan?

Apakah sama dengan

kecepatan tetapnya?

Jelaskan!

!

5

18

18

5

Apabila kita menghitung jarak (panjang perubahan posisi yang

terjadi), dinotasikan x, dibagi selang waktu yang diperlukan untuk

menempuh jarak itu, maka hasil yang diperoleh bukan suatu nilai

kecepatan, melainkan laju. Laju merupakan besaran skalar yang tidak

memiliki arah. Notasi laju sama dengan notasi kecepatan, yaitu v,

persamaannya adalah:

Walaupun dalam Sistem Internasional (SI) satuan kecepatan

dan laju adalah m/s, sering kita menjumpai satuan kecepatan dan

laju dalam km/jam. Salah satunya adalah speedometer kendaraan

bermotor. Bagaimana cara mengubah satuan km/jam menjadi satuan

SI? Perhatikan uraian berikut!

Ingatlah bahwa 1 km = 1.000 m dan 1 jam = 3.600 sekon.

Sehingga,

1

km/jam = ···· = ······· = ·· m / s

Dari uraian di atas diperoleh perbandingan yang dapat digunakan,

yaitu:

1

km/jam = ·· m/s atau 1 m/s = ·· km/jam

2. Kecepatan Rata-Rata

Saat kita berjalan, kita tidak dapat mengukur kecepatan perjalanan

kaki kita secara kua

ntitatif. Namun, rasakanlah langkah-langkah itu!

Saat kita terburu-buru, tentunya langkah kita akan cepat. Sesaat

kemudian, kita terhambat oleh kerumunan anak-anak. Perlahan tapi

pasti kita memperlambat jalan kita. Setelah melaluinya, langkah kita

pun kembali tergesa-gesa.

Pada gerak dengan kecepatan berubah-ubah seperti itu, kita

dapat menentukan kecepatan rata-rata dari gerak yang telah dilakukan.

Kecepatan rata-rata adalah hasil bagi perpindahan total yang ditempuh

benda oleh selang waktu total yang diperlukan untuk menempuh

perpindahan total tersebut. Persamaannya adalah:

1 km

1 jam

1.000 m

3.600 s

5

18

denga

n : x = jarak/panjang perubahan posisi (meter = m)

Δ

t =

selang waktu (sekon = s)

v = kecepatan (meter/sekon = m/s)

x

Δ

t

v = ···

Bab 10 - Gerak Lurus

123

Contoh:

Adi melakukan perjalanan menempuh jarak 50 km menggunakan

sepeda motor. 45 menit pertama, ia melaju dengan kecepatan

tetap dan jarak yang ia tempuh hanya 30 km. Kemudian, ia terus

mempercepat laju sepeda motornya sehingga dalam 10 menit ia dapat

menempuh sisa jarak yang harus ia lalui. Tentukanlah (dalam m/s):

a. k

ecepatan tetap dari perjalanan Adi selama 45 menit pertama

b. kecepatan rata-rata dari perjalanan Adi

Penyelesaian:

Diketahui

: jarak total yang ditempuh Adi adalah s = 50 km

45 menit pertama (t

1

) menempuh jarak (s

1

) 30 km

dengan kecepatan tetap dan sisa jaraknya ditempuh

dalam waktu (t

2

) 10 menit dengan kecepatan yang

berubah-ubah.

Ditanya : a. kecepatan tetap

b. kecepatan rata-rata

Jawab:

a. K

ecepatan tetap terjadi pada 45 menit pertama yang menempuh

jarak 30 km, yaitu:

v = ·· = ·

······

= ········ = ····· = 11,11 m/s

Jadi, kecepatan tetap pada 45 menit pertama adalah 11,11 m/s.

b. K

ecepatan rata-rata yang terjadi adalah:

v = ·· = ···· = ········· = ······· = 15,15 m/s

Jadi, kecepatan rata-rata perjalanan Adi adalah 15,15 m/s.

Δ

s

1

Δ

t

1

30 km

45 menit

30.000 m

2700 s

100 m

9 s

Σ

s

Σ

t

s

1

+ s

2

t

1

+ t

2

50 km

(45 +10) menit

50.000 m

3.300 s

1. Jelaskan pengertian dari kecepatan tetap dan kecepatan rata-

rata!

2. Jika suatu sepeda berjalan dengan kecepatan rata-rata 25 m/s

selama 150 menit, berapa meterkah perjalanan yang ditempuh

sepeda itu?

M

enguji Diri

S

ahabatku,

Ilmuwan

Heisenberg, Werner

(1901-1976) adalah

pemenang hadiah nobel

dan ahli ilmu fisika yang

berasal dari Jerman. Ia

memberikan sumbangan

yang cukup besar dalam

pengembangan mekanika

kuantum. Salah satu dari

kontribusi terbaiknya

yang dikenal dalam teori

kuantum adalah asas

ketakpastian, pernyataan

bahwa perubahan

posisi dan kecepatan

suatu partikel tidak

bisa diketahui secara

bersamaan.

Heisenberg telah dilahirkan

Würzburg, Jerman.

Keluarganya berpindah ke

Munich pada 1910, dan di

sana Heisenberg menerima

pendidikan awalnya. Pada

musim panas 1920, ia lulus

dari Munich Gymnasium

(setara dengan sekolah

menengah), kemudian

melanjutkan ke Universitas

Munich. Selama dua tahun

awal studi, ia mampu

menerbitkan empat jurnal

tentang riset ilmu fisika.

Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP/MTs Kelas VII

124

Gambar 10.4 Contoh penerapan gerak lurus

Sumber: Image bank

C. Gerak Lurus

Ketika menonton balap mobil atau motor di televisi, tentunya

kamu mendengar kata „lintasan‰. Lintasan adalah titik-titik (jalan)

yang dilalui suatu benda ketika bergerak atau arah perpindahan yang

menghubungkan dua titik. Lintasan merupakan besaran vektor karena

memiliki nilai dan arah.

Gerak lurus adalah gerak suatu benda melalui lintasan yang berupa

garis lurus. Contohnya:

(1) S

ebuah pensil jatuh dari meja hingga menyentuh tanah.

Lintasannya berupa garis lurus vertikal.

(2) Kereta api yang melintasi rel lurus. Lintasan gerak ini berupa garis

lurus horisontal.

Gambar 10.3

Lintasan balap motor

memiliki tikungan yang

sangat tajam

Sumber: image.google.co.id

Berdasarkan kecepatannya, gerak lurus dibagi menjadi gerak lurus

beraturan (GLB) dan gerak lurus berubah beraturan (GLBB).

1. Gerak Lurus Beraturan (GLB)

Gerak lurus beraturan (GLB) adalah gerak suatu benda yang

k

ecepatannya tetap. Artinya, dalam beberapa selang waktu yang sama,

perpindahan benda juga sama. Gerak ini biasanya terjadi pada benda

yang melalui lintasan lurus yang datar (horisontal). Pada gerak lurus

beraturan berlaku persamaan kecepatan tetap.

2. Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak lurus suatu

benda ya

ng mempunyai kecepatan awal dan perubahan kecepatan

(percepatan) yang tetap. Artinya, meskipun benda bergerak dengan

kecepatan yang berubah-ubah, tetapi besar perubahan kecepatannya itu

sama untuk perubahan posisi yang jauhnya sama pula. Misalkan, 2 km

pertama kecepatan benda adalah 20 m/s, 2 km berikutnya adalah 30

m/s, 2 km ketiga kecepatannya menjadi 40 m/s, begitu seterusnya.

I

nfo

Gerak lurus berubah

beraturan (GLBB)

adalah gerak lurus suatu

benda yang mempunyai

kecepatan awal dan

perubahan kecepatan

(percepatan) yang tetap.

I

nfo

Lintasan adalah titik-titik

(jalan) yang dilalui suatu

benda ketika bergerak atau

arah perpindahan yang

menghubungkan dua titik.

Bab 10 - Gerak Lurus

125

Coba ingat-ingat gerak kita ketika sedang menaiki atau menuruni

tangga atau jalan yang miring. Saat kita menaiki tangga atau bergerak

menanjaki lintasan miring, kita akan merasakan langkah kita makin

berat. Sebaliknya, saat kita menuruni tangga atau suatu lintasan miring,

langkah kita makin mudah dan cepat. Saat kita menaiki tangga kita

telah melakukan gerakkan yang diperlambat, gerakan seperti ini disebut

gerak berubah beraturan diperlambat. Dan saat turun, gerakkan kita

dipercepat. Gerak ini merupakan contoh gerak berubah beraturan

dipercepat.

Jadi, gerak pada suatu benda dengan kecepatan yang bertambah

tinggi dinamakan GLBB dipercepat. Sebaliknya, gerak pada benda

dengan kecepatan yang semakin kecil dinamakan GLBB diperlambat.

Contoh lain dari gerak GLBB adalah sebagai berikut:

(1) GLBB

dipercepat: gerak mobil yang melalui lintasan menurun

dan gerak jatuhnya buah kelapa dari pohon ke tanah.

(2) GLBB diperlambat: gerak mobil melalui lintasan menanjak dan

benda yang dilemparkan ke atas.

Untuk lebih memahami kedua jenis gerak ini, coba ikuti kegiatan

berikut!

Alat dan bahan

: mobil-mobilan elektronik, la

ndasan rata (tidak bergelombang), pewaktu

ketik, pita atau gulungan kertas.

a. Tujuan: mengamati GLB dengan pewaktu ketik.

Langkah kerja:

1. Buatlah

landasan datar dan lurus agar mobil-mobilan elektrik

yang diletakkan di atasnya dapat bergerak lurus. Kemudian,

letakkan pewaktu ketik di ujung landasan, lalu hubungkan

dengan mobil menggunakan pita atau gulungan kertas.

2. Jalankan mobil selama beberapa menit, setelah dianggap cukup,

hentikan mobil.

3. Ambil pita (gulungan kertas), lalu amati dua titik yang berdekatan.

Bagaimana jaraknya?

4. Hitung panjang pita/kertas yang terdapat tanda titik hitamnya.

Beri tanda setiap jarak lima titik.

5. Guntinglah pita kertas pada tempat yang telah kita tandai.

Kemudian, tempelkan guntingan itu pada kertas polos. Apakah

panjang guntingan pita yang satu dengan pita yang lain

sama?

Aktivitas Siswa

b. Tujuan: mengamati GLBB dipercepat dengan pewaktu ketik.

La

ngkah kerja:

Buatlah landasan miring dan lurus agar mobil-mobilan elektrik yang diletakkan di atasnya dapat

bergerak lurus. Kemudian, letakkan pewaktu ketik di ujung landasan yang tinggi, lalu hubungkan

Gambar 10.5

Ticker timer

Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP/MTs Kelas VII

126

1. Jelaskan yang dimaksud dengan GLB dan GLBB!

2. Berikan masing-masing dua contoh GLBB dipercepat dan GLBB

diperlambat!

3. Seorang pelari menempuh jarak 24 km setelah berlari dengan

percepatan 5 m/s. Kecepatan awal sang pelari adalah 2 m/s.

Tentukanlah waktu yang diperlukan pelari untuk menempuh jarak

18 km dan tentukan pula kecepatan sang pelari pada kilometer

ke-18 tersebut!

M

enguji Diri

K

ilasan Materi

Ć

Gerak adalah perubahan kedudukan atau posisi suatu benda.

Ć

Gerak semu adalah gerak benda yang dilihat dan dirasakan seseorang karena orang

tersebut berada pada tempat yang bergerak dengan kecepatan tinggi.

Ć

K

ecepatan (v) adalah perubahan posisi benda (

Δ

s) dalam satu satuan waktu (t). Kecepatan

dapat

dirumuskan dalam: v = ·

ă

.

Ć

Kecepatan rata-rata adalah hasil bagi perpindahan total yang ditempuh benda oleh selang

waktu total yang diperlukan untuk menempuh perpindahan total tersebut.

Ć

Gerak

lurus adalah gerak suatu benda pada melalui lintasan yang berupa garis lurus.

Ć

Gerak lurus beraturan (GLB) adalah gerak suatu benda yang kecepatannya tetap.

Ć

Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak lurus suatu benda yang mempunyai

kecepatan awal dan perubahan kecepatan (percepatan) yang tetap.

Δ

s

Δ

t

Dalam kehidupan sehari-hari, kita sering melakukan gerak lurus secara disadari maupun

tidak disadari. Konsep tentang gerak lurus tersebut telah kamu pelajari bersama temanmu.

Apakah kamu sudah memahaminya? Ide baru apakah yang muncul dalam pemikiranmu yang

berhubungan dengan konsep gerak lurus?

c. Tujuan: mengamati gerak GLBB diperlambat.

Langkah kerja:

Buatlah landasan miring dan lurus agar mobil-mobilan elektrik yang diletakkan di atasnya dapat

bergerak lurus. Kemudian, letakkan pewaktu ketik di ujung landasan yang rendah, lalu hubungkan

dengan mobil menggunakan pita atau gulungan kertas. Ulangi langkah 2 s.d. 5 pada kegiatan (a).

Bab 10 - Gerak Lurus

127

1. Andi berangkat ke sekolah menggunakan

sebuah sepeda. Gerak Andi terhadap

rumahnya disebut ....

a. gerak semu

b. gerak relatif

c. gerak nyata

d. gerak lurus

2. Ketika kita berada di dalam mobil yang

sedang melaju, rumah-rumah di pinggir

jalan seolah-olah bergerak berlawanan

arah dengan laju mobil. Gerak semacam ini

disebut ....

a. gerak semu

b. gerak relatif

c. gerak nyata

d. gerak lurus

3. Adi mengendarai sepeda motor dengan

kecepatan 45 km/jam. Jarak yang ditempuh

Adi selama 1 menit adalah ....

a. 250 m

b. 500 m

c. 750 m

d. 1250 m

4. Rudi berlari selama 10 menit dan menempuh

jarak 1,2 km. Kecepatan Rudi berlari adalah

....

a. 20 m/s

c. 12 m/s

b. 2 m/s

d. 1,2 m/s

5. Barkah berangkat ke sekolah mengguna-kan

sepeda motor dengan kecepatan 4 m/s.

Jika

ia sampai ke sekolah pada pukul 07.05 dan

jarak dari rumah Barkah ke sekolah 6 km,

maka Barkah berangkat dari rumah pada

pukul ....

a. 06.30

c. 06.45

b. 06.40

d. 06.50

6. Di bawah ini termasuk gerak dipercepat,

kecuali ....

a. k

ecepatan sepeda motor mula-mula 2

m/s kemudian 3 m/s

b.

kecepatan sepeda motor mula-mula 10

km/jam kemudian 2 m/s

c. benda diam kemudian bergerak

d. benda bergerak dengan kecepatan 10

km/jam kemudian 3 m/s

7. Sebuah benda dikatakan melakukan gerak

lurus berubah beraturan jika ....

a. k

ecepatannya tetap

b. kecepatannya bertambah

c. kecepatannya berkurang

d. kecepatannya berubah secara teratur

8. Sebuah mobil yang sedang melaju menempuh

jarak 10 km pada 5 menit pertama, 10 menit

berikutnya menempuh jarak 45 km dan 15

menit selanjutnya mobil itu menempuh jarak

15 km. Kecepatan rata-rata dari mobil itu

adalah ....

a. 70 km/jam

c. 35 km/jam

b. 140 km/jam

d. 23 km/jam

9. Sebuah mobil yang sedang bergerak tiba-tiba

berhenti, maka mobil tersebut melakukan

....

a. gerak

b. gerak lurus

c. gerak lurus beraturan

d. gerak lurus berubah beraturan

10. Sep

eda motor bergerak dengan kecepatan 28

km/jam. Dalam waktu 6 sekon kecepatannya

menjadi 16 km/jam. Percepatan rata-rata

yang dialami sepeda motor adalah ....

a. 0,5 m/s

c. 0,7 m/s

b. 0,6 m/s

d. 1 m/s

A. Pilihlah jawaban yang paling tepat!

Uji Kemampuan

Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP/MTs Kelas VII

128

B. Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini!

1. Apa yang dimaksud dengan gerak sebenarnya dan gerak semu? Berikan contohnya!

2.

Sebutkan perbedaan dari kecepatan dan kelajuan!

3. Apa perbedaan gerak lurus beraturan (GLB) dengan gerak lurus berubah beraturan (GLBB)?

Berikan masing-masing dua contoh!

4.

Grafik

di atas merupakan grafik sebuah sepeda motor yang melakukan perjalanan. Dari grafik

tersebut, tentukanlah:

a. percepatan sepeda motor pada 8 jam pertama

b. percepaan sepeda motor pada selang waktu ketiga

c. percepatan rata-rata sepeda motor

5. Sebuah mobil dalam keadaan diam, kemudian bergerak dengan percepatan 2 m/s. Berapa

jarak yang ditempuh benda tersebut dalam waktu 120 menit?

v = km/jam

45

20

8

20

42

t (jam)

1. Gerak bersifat relatif, bergantung pada sudut pandang orang yang melihat gerak tersebut

terhadap titik acuan yang digunakan. Coba kamu jelaskan maksud pernyataan tersebut!

Berikan pula contohnya!

2. Dalam kehidupan sehari-hari banyak terdapat contoh gerak. Carilah contoh gerak lurus

beraturan dan contoh gerak lurus berubah beraturan!

3. S

eorang pelari sedang berlatih di sebuah stadion. Ia berlari mengelilingi lapangan sebanyak

3 putaran. Jika ia mulai berlari dari sudut lapangan dan berhenti lagi di tempat itu, apakah

ia telah melakukan gerak? Jelaskan! Diskusikan dengan teman sebangkumu.