Halaman
151
7
7
Bab
Bab
Gerak Lurus
Tuhan telah menciptakan alam semesta dan segala isinya ini
dengan sempurna untuk kepentingan kesejahteraan manusia.
Salah satunya adalah gerakan Bumi mengelilingi Matahari
sehingga kamu dapat melihat Matahari seolah-olah bergerak
dari timur ke barat. Begitu pula benda-benda langit lainnya,
segala yang ada di alam semesta ini untuk selalu bergerak.
Gelombang di lautan ataupun kulit Bumi yang kamu pijaki ini
pun selalu bergerak. Bagaimanakah gerakannya?
Apakah kamu pernah melihat benda lainnya bergerak? Coba
kamu perhatikan alat-alat transportasi darat, misalnya kereta
api. Bagaimana gerakan kereta api tersebut di atas lintasannya?
Kereta api merupakan alat transportasi yang lintasan geraknya
relatif lurus. Apakah yang dimaksud dengan gerak lurus? Untuk
memahaminya, pelajari materi pada bab ini dengan saksama.
Sumber:
upload.wikimedia.org
A
.
Pengertian Gerak
B
.
Kedudukan
dan Perpindahan
C
.
Kecepatan
dan Kelajuan
D
.
Percepatan
E
.
Gerak Lurus
F
.
Gerak Lurus Beraturan
(GLB)
G
.
Gerak Lurus Berubah
Beraturan (GLBB)
Hasil yang harus kamu capai:
memahami gejala-gejala alam melalui pengamatan.
Setelah mempelajari bab ini, kamu harus mampu:
menganalisis data percobaan gerak lurus beraturan dan gerak lurus berubah beraturan serta penerapannya dalam
kehidupan sehari-hari.
152
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VII
Untuk mempermudahmu dalam mempelajari bab ini, pelajarilah diagram alur yang disajikan sebagai berikut.
Diagram Alur
Diagram Alur
dinyatakan dalam
contoh
terbagi
menjadi
contoh
contoh
contoh
contoh
terdiri atas
terdiri atas
Gerak
Besaran-besaran
gerak
Kedudukan
dan perpindahan
Kecepatan
dan kelajuan
Gerak Lurus
Beraturan (GLB)
Gerak mobil pada
laju tetap
GLBB
yang dipercepat
Gerak jatuh buah
kelapa
Gerak mobil yang
direm
GLBB
yang diperlambat
Gerak Lurus Berubah
Beraturan (GLBB)
Percepatan
Gerak
lurus
Gerak
relatif
Gerak
semu
153
Gerak Lurus
Ayo Coba 7.1
Pikirkan jawaban pertanyaan berikut sebelum kamu membaca uraian materi bab ini. Kemudian, periksa
kembali jawabanmu setelah kamu selesai membaca uraian bab ini. Apakah ada yang harus diperbaiki dengan
jawaban
tersebut?
1.
Suatu benda dapat dikatakan bergerak terhadap
suatu acuan. Namun, pada saat bersamaan benda
tersebut dikatakan diam terhadap suatu acuan
lain. Mengapa demikian?
2. Salah satu penggolongan gerak adalah berda-
sarkan lintasannya. Tuliskan jenis gerak yang
kamu ketahui.
A. Pengertian Gerak
Apabila kamu berdiri di pinggir jalan sambil memerha-
tikan kendaraan yang lewat, kamu dapat mengatakan
bahwa kendaraan tersebut bergerak. Akan tetapi, apakah
pengemudi yang berada di dalam kendaraan itu juga akan
mengatakan bahwa dirinya bergerak terhadap mobilnya?
Apakah penumpang yang duduk di kursinya bergerak
terhadap pengemudi? Tentu tidak, jarak antara pengemudi
dan penumpang tidak berubah. Jadi, apakah pengertian gerak
itu? Untuk lebih mengetahui apakah gerak itu, lakukanlah
kegiatan Ayo Coba 7.1
berikut.
Tujuan
Menjelaskan pengertian gerak
Alat dan bahan
Tiga buah mobil mainan, tali atau benang
Cara kerja
1.
Ikatlah dua mobil mainan seperti pada gambar.
2.
Berilah ciri ketiga mobil tersebut dengan A, B, dan C.
3.
Tariklah mobil C dan biarkan mobil A diam.
BC
A
Pertanyaan
1.
Apakah kedudukan mobil A dan B berubah?
2.
Apakah kedudukan mobil B dan C berubah?
3.
Apakah kedudukan mobil A dan C berubah?
4.
Mobil manakah yang dapat dikatakan bergerak? Jelaskan.
5.
Berilah kesimpulanmu bagaimanakah suatu benda dapat di-
kata kan bergerak?
Tes Materi Awal
Gambar 7.1
Dua buah mobil mainan yang
terikat bergerak terhadap
sebuah mobil lain yang diam.
154
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VII
Dari kegiatan Ayo Coba 7.1, diperoleh bahwa ke dudukan
atau jarak B dengan C berubah terhadap A, sedangkan
kedudukan B tidak berubah terhadap C. Dengan demikian,
dapat dikatakan mobil B dan C bergerak terhadap mobil A,
sedangkan mobil C tidak bergerak terhadap mobil B. Jadi,
sebuah benda dapat dikatakan bergerak terhadap benda lain
jika kedudukan atau jarak antara kedua benda itu berubah.
Oleh karena itu, untuk men defi
nisikan suatu benda bergerak
kamu memerlukan suatu titik sebagai acuan pengamatan
atau disebut titik acuan. Pada kegiatan tersebut, C dan B
bergerak terhadap A karena A dianggap sebagai titik acuan,
sedangkan B tidak bergerak terhadap C jika C dianggap
sebagai titik acuan. Setiap benda yang bergerak mengalami
perubahan kedudukan terhadap titik acuan tertentu.
1. Gerak Relatif
Suatu benda yang dikatakan bergerak terhadap suatu
titik acuan, belum tentu dikatakan bergerak terhadap titik
acuan lain. Pada Ayo Coba 7.1, B dikatakan bergerak terhadap
A, namun B tidak bergerak terhadap C. Dengan demikian,
gerak bersifat relatif, bergantung pada siapa atau di mana
titik acuan yang digunakan.
2. Gerak Semu
Pernahkah kamu naik kereta api? Ketika kamu
naik kereta api, lalu melihat keluar jendela, kamu akan
melihat segala sesuatu yang ada di pinggir jalan tampak
bergerak. Apakah sesungguhnya benda-benda itu bergerak?
Ilmuwan
Ilmuwan
IPA
IPA
Galileo Galilei
(1564–1642)
Galileo Galilei adalah
seorang astronom,
½
losof
dan juga
½
sikawan dari Tuscan
yang sering dihubungkan
dengan revolusi ilmiah.
Pencapai
an
nya termasuk
dalam menyempurnakan
teleskop, beberapa pe
-
ngamatan Astronomi,
Hukum Pertama Newton,
dan men
dukung Nicolaus
Copernicus. Hasil kerja
Galileo dipertimbangkan
sebagai terobosan besar
dari Aristoteles. Kon
¾
iknya
dengan Gereja Katolik Roma
dianggap sebagai contoh
awal kon
¾
ik agama dengan
kebebasan berpikir terutama
dalam sains.
Sumber:
www.wikipedia.org
Gambar 7.2
Kereta api sedang melaju
melewati sebuah stasiun.
Tugas 7.1
Tugas 7.1
Dua buah gerbong kereta api sedang melaju melalui stasiun,
seperti pada gambar berikut.
Pertanyaan
1.
Jika titik acuannya sta siun, sebutkan benda-benda apa saja
yang dapat dikatakan bergerak?
2.
Jika titik acuannya gerbong pertama kereta api, benda-benda
apa saja yang dapat dikatakan bergerak?
155
Gerak Lurus
Sesungguhnya, semua itu tidaklah bergerak, tetapi seolah-
olah bergerak. Benda yang bergerak adalah kamu dan kereta
api. Gerak semacam ini disebut gerak semu. Kejadian yang
sama terjadi pada Matahari yang seolah-olah bergerak dari
timur ke barat setiap harinya, padahal sebenarnya Bumilah
yang bergerak. Jadi, sebuah benda dikatakan bergerak semu
jika benda tersebut seolah-olah bergerak ketika diamati oleh
pengamat yang bergerak.
Gambar 7.3
Pemandangan yang terlihat
bergerak oleh pengamat yang
berada di dalam kereta api.
Gambar 7.4
Garis bilangan yang
menyatakan perpindahan suatu
benda.
1. Sebuah pesawat terbang meninggalkan
landasan. Pesawat dijadikan sebagai acuan
terhadap pilot yang mengemudikan nya.
Pilot dikatakan tidak bergerak karena
kedudukan pilot terhadap pesawat yang
dikemudikan tidak berubah. Apakah yang
menjadi acuan untuk menyatakan bahwa
pesawat telah bergerak?
2. Jelaskan perbedaan antara gerak relatif
dan gerak semu.
Kerjakanlah di buku latihanmu.
Soal Penguasaan Materi 7.1
B. Kedudukan dan
Perpindahan
Seperti yang telah dibahas sebelumnya, setiap benda yang
bergerak akan mengalami perubahan kedudukan terhadap
titik acuan tertentu. Dengan kata lain, benda tersebut akan
mengalami perpindahan. Untuk memudahkan kamu dalam
mempelajari pengertian kedudukan dan perpindahan, coba
kamu per hatikan suatu garis bilangan. Pada garis bilangan,
kamu dapat menentukan sebuah titik acuan. Terhadap titik
inilah semua kedudukan benda diukur.
Kedudukan benda pada suatu saat dapat berada di
sebelah kiri atau di sebelah kanan titik acuan atau berada
tepat di titik acuan. Untuk membedakan letak benda yang
berada di sebelah kiri atau di sebelah kanan titik acuan,
digunakan tanda negatif (–) dan tanda positif (+). Benda
yang berada di sebelah kiri titik acuan memiliki kedudukan
negatif dan benda yang berada di sebelah kanan titik acuan
memiliki kedudukan positif. Kedudukan dinyatakan dengan
jarak terhadap titik acuan.
–7
–6
FE
D
O
ABC
–5
–4
-
–3
–2
–1
0
1
2
3
4
+
567
156
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VII
Jika titik acuan yang diambil adalah titik O, titik B
memiliki kedudukan (+5) satuan, A memiliki kedudukan
(+2) satuan, F memiliki kedudukan (–6) satuan, sedangkan
D memiliki kedudukan (–2) satuan. Tanda positif dan negatif
menyatakan arah dari titik acuan.
Jika sebuah benda bergerak, terjadi perubahan ke-
dudukan terhadap titik acuan O. Perubahan kedudukan
itu disebut perpindahan. Perpindahan merupakan selisih
kedudukan, misalnya benda bergerak dari kedudukan A ke
kedudukan C. Perpindahan benda tersebut adalah selisih
kedudukan C terhadap kedudukan A. Jadi, perpindahan
benda tersebut adalah (+7) satuan – (+2) satuan = (+5) satuan.
Benda yang berpindah dari kedudukan A ke kedudukan E
memiliki perpindahan (–4) – (+2) = (–6) satuan yang berarti
A bergerak ke kiri.
Perhatikan garis bilangan pada Gambar 7.4.
Berdasarkan garis bilangan tersebut, tentukan:
1. kedudukan B,
2. kedudukan C,
3. kedudukan E,
4.
perpindahan dari kedudukan O ke kedu-
dukan F,
5.
perpindahan dari kedudukan E ke kedu-
dukan B,
6.
perpindahan dari kedudukan E ke kedu-
dukan B, dan
7.
perpindahan dari kedudukan C ke kedu-
dukan D.
Kerjakanlah di buku latihanmu.
Soal Penguasaan Materi 7.2
C. Kecepatan dan Kelajuan
a
b
Risa berjalan dari rumahnya menuju sekolah. Pada saat
yang bersamaan, Rizki berlari di jalan yang sama menuju
sekolah yang sama. Di antara keduanya, manakah yang lebih
cepat sampai? Mengapa demikian?
Gambar 7.5
(a) Risa pulang ke rumah
dengan berjalan, sedangkan
(b) Rizki dengan berlari.
157
Gerak Lurus
Rizki akan cepat sampai ke sekolah karena Rizki bergerak
lebih cepat daripada Risa. Besaran yang menyatakan suatu
benda lebih cepat atau lebih lambat daripada benda yang
lain disebut kecepatan. Misalnya, Risa dapat menempuh
jarak satu meter dalam satu sekon. Mungkin, Rizki dapat
menempuh 2 meter tiap satu sekonnya. Jadi, kecepatan
merupakan besaran yang me nyatakan seberapa jauh per-
pindahan suatu benda tiap satuan waktu. Adapun yang
dimaksud dengan kelajuan adalah seberapa jauh Rizki atau
Risa bergerak dalam suatu selang tertentu.
Kecepatan memiliki nilai dan arah sehingga termasuk
besaran vektor. Adapun kelajuan termasuk besaran skalar karena
hanya memiliki nilai. Alat yang digunakan untuk mengukur
kelajuan pada kendaraan disebut dengan
speedometer
.
1. Kelajuan Rata-Rata
Jika kamu naik mobil ke suatu tempat rekreasi yang
agak jauh, apakah kecepatan mobil selamanya tetap? Ketika
di jalan yang lurus atau di tikungan, apakah kecepatannya
sama? Tentu tidak, misalnya tempat yang dituju memiliki jarak
160 km dan ditempuh selama 4 jam. Jika ditanya berapa kelajuan
mobil, tentu jawabannya adalah 160 km dibagi 4 jam sama
dengan 40 km/jam. Termasuk kelajuan apakah itu? Kelajuan
seperti itu disebut kelajuan rata-rata karena kelajuan mobil
tidak selamanya 40 km/jam. Akan tetapi, dapat 20 km/jam saat
berada di tikungan dan 50 km/jam ketika di jalan yang lurus,
bahkan mungkin berhenti. Dengan demikian dapat dituliskan:
K
e
la
ju
a
a
an
ra
ta
a
a
-
r
at
a
Jar
a
kt
a
a
empu
h
u
u
Wa
kt
a
a
ut
em
p
m
m
=
uh
u
u
ya
n
g
di
perl
uk
an
k
k
atau
v
s
t
=
Key Point
Key Point
Hal Penting
Hal Penting
Kelajuan adalah jarak
per satuan waktu. Kecepatan
adalah kelajuan benda pada
arah tertentu (laju untuk
jarak terdekat). Satuan SI
untuk kelajuan dan kecepatan
adalah meter per sekon
(m/s).
Speed is the distance
moved per unit time. Velocity
is the speed of body in a
speci
½
ed direction. The SI unit
for speed and velocity is metre
per second (m/s).
Sebuah mobil dari kota O menuju kota A yang berjarak 30 km
dengan waktu 1 jam. Kota A dan kota B yang berjarak 50 km
ditempuh dalam waktu 1 jam, sedangkan dari kota B ke kota C yang
berjarak 80 km ditempuh dalam waktu 2 jam. Hitunglah kelajuan
rata-rata mobil tersebut dari kota asal sampai kota C.
Penyelesaian:
Diketahui
s
O–A
= 30 km,
t
O–A
= 1 jam
s
A–B
= 50 km,
t
A–B
= 1 jam
s
B–C
= 80 km,
t
B–C
= 2 jam
Ke
la
ju
a
a
an
r
a
ta
a
a
-r
a
t
a
Ja
ra
kt
a
a
empu
h
u
u
Wa
kt
a
a
u
t
em
p
m
m
=
uh
u
u
ya
n
g
di
p
er
l
uk
an
k
k
Contoh Soal 7.1
158
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VII
v
v
s
t
=
=
30
k
m+
5
0k
m
+
k
k
80
k
m
1
j
am
+1
ja
m
+
2j
2
2
am
=
1
60
k
m
4j
am
= 40 km/jam
2. Kecepatan Rata-Rata
Seperti pada pembahasan sebelumnya, kecepatan
merupakan besaran vektor. Kecepatan rata-rata adalah
besarnya perpindahan sebuah benda dalam selang tertentu.
Secara matematis persamaan kecepatan rata-rata dapat
dituliskan sebagai berikut.
K
ecep
a
t
an
ra
ta
a
a
-
r
a
t
a
Pe
rp
in
da
ha
a
a
n
W
a
kt
a
a
u
t
em
p
m
m
=
uh
u
u
yan
g
d
i
p
er
l
uk
an
k
k
atau
v
x
t
=
Δ
x
x
Δ
Untuk dapat membedakan istilah kelajuan rata-rata dan
kecepatan rata-rata, kamu simak contoh kasus berikut.
Ani berjalan 70 m ke timur dan 30 m ke barat. Jarak
total yang ditempuh adalah 70 m + 30 m = 100 m, tetapi
besar perpindahan adalah 40 m. Misalnya perjalanan Ani
memerlukan waktu 70 sekon. Jadi, laju rata-ratanya adalah:
Ja
r
a
k
a
a
w
a
kt
a
a
u
m
s
1,
4
2
m/
s
==
100
70
Besar kecepatan rata-rata adalah:
Pe
rp
in
da
ha
a
a
n
w
a
kt
a
a
u
4
0
m
7
0
s
0,
57
m
/
s
==
Gambar 7.6
Panjang lintasan yang ditempuh
Firda.
Firda berlari sepanjang lintasan seperti digambarkan berikut.
08
x
(m)
– 4
Setelah berlari 5 s, kedudukan Firda adalah
x
1
= 8 m, dan setelah 12 s
kedudukannya menjadi
x
2
= –4. Hitung kecepatan rata-rata lari
Firda.
Contoh Soal 7.2
Sebuah sepeda motor
menempuh jarak 60 meter
dalam waktu 15 sekon.
Kecepatan sepeda motor
tersebut adalah ....
(UN 2007)
a. 2,5 m/s
b. 3,5 m/s
c. 4,0 m/s
d. 16,0 m/s
Jawaban (c)
v
s
t
==
=
6
0
15
4
m
s
m/
s
d
it
u
Sebuah sepeda motor
Pembahasan UN
Pembahasan UN
159
Gerak Lurus
Penyelesaian:
Diketahui
x
1
= 8 m,
x
2
= –4 m
t
1
= 5 s,
t
2
= 12 s
v
xx
tt
=
=
=
−
=
21
x
21
t
12
5
1
2
7
()
−
4
()
8
−
8
ss
−
5
m
s
−
−
17
1
,m
7
1
/
s
Jadi, kecepatan rata-rata lari Firda adalah –1,71 m/s.
3. Kelajuan dan Kecepatan Sesaat
Masih ingatkah kamu ketika kamu naik mobil berlibur
ke luar kota? Ketika menemui jalan yang lurus, mobil akan
melaju dengan kencang. Akan tetapi, pada saat jalanan macet
mobil akan melambat, bahkan sesekali akan berhenti untuk
beristirahat. Dari peristiwa itu, kamu dapat merasakan bahwa
kelajuan sebuah mobil berubah-ubah. Akan tetapi, kamu
dapat menentukan kelajuan pada saat tertentu. Kelajuan ini
disebut kelajuan sesaat. Kelajuan sesaat merupakan besaran
skalar, sedangkan kecepatan sesaat merupakan besaran
vektor. Oleh karena itu, kelajuan sesaat disebut juga sebagai
nilai kecepatan sesaat.
Gambar 7.7
Kereta api
Perhatikanlah Gambar 7.4. Mobil mulai
bergerak dari titik O menuju titik A dengan
kecepatan tidak tetap, lalu ke titik B, dan
berhenti di titik C. Be
rapakah kecepatan rata-
r a t a m o b i l t e r s e b u t ?
Kerjakanlah di buku latihanmu.
Soal Penguasaan Materi 7.3
D. Percepatan
Pernahkah kamu pergi ke stasiun kereta api? Jika pernah,
tentu kamu melihat bagaimana kereta api tersebut bergerak
meninggalkan stasiun. Bahkan, kamu yang berada di dalamnya
merasakan bagaimana kereta api tersebut bergerak? Kereta
api melaju secara perlahan, semakin lama akan semakin
cepat. Dalam hal ini terjadi perubahan kecepatan setiap
selang waktu tertentu secara beraturan. Perubahan kecepatan
dibagi selang waktu disebut percepatan.
Secara matematis dapat ditulis dengan persamaan
berikut.
a
v
t
vv
tt
==
Δ
Δ
10
v
10
t
Sumber:
images.google.co.id
160
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VII
dengan:
a
= percepatan (m/s
2
)
Δv
= perubahan kecepatan (m/s)
Δt
= selang waktu (s)
Gambar 7.8
(a) Kereta api yang sedang
melaju, (b) mobil yang sedang
melaju pada jalan yang lurus,
dan (c) buah kelapa yang jatuh
dari pohonnya.
Sebuah bus yang bergerak dengan kelajuan
20 m/s, tiba-tiba direm sehingga berhenti
dalam waktu 10 s. Berapakah percepatan
b u s t e r s e b u t ?
Kerjakanlah di buku latihanmu.
Soal Penguasaan Materi 7.4
E. Gerak Lurus
Gerak suatu benda bermacam-macam bergantung pada
bentuk lintasannya, ada gerak lurus, gerak melingkar, dan
gerak parabola. Gerak yang lintasannya lurus disebut gerak
lurus. Gambar berikut ini menunjukkan benda-benda yang
bergerak lurus.
a
b
c
Apabila kamu perhatikan benda-benda yang bergerak
lurus di sekitarmu, tentu kamu akan mendapatkan dua
gerakan yang berbeda. Ada benda yang bergerak dengan
kecepatan tetap dan benda yang bergerak dengan kecepatan
berubah. Gerak apakah itu? Untuk mempelajarinya,
lakukanlah Ayo Coba 7.2 berikut.
161
Gerak Lurus
Ayo Coba 7.2
Tujuan
Menjelaskan gerak dan kecepa
tan tetap dan kecepatan berubah
Alat dan bahan
Mobil mainan elektronik dan
stopwatch
Cara kerja
1.
Biarkan mobil mainan bergerak di lintasan yang lurus, lalu
catat waktu yang dibutuhkannya setiap perpindahan 20 cm.
20
40
60
70
s
(cm)
2.
Isikan hasilnya pada tabel
berikut.
Tabel Hasil Pengamatan
Perpindahan (
s
)Waktu (
t
)
20 cm
...
40 cm
...
60 cm
...
80 cm
...
100 cm
...
3. Buatlah grafi
k hubungan antara perpindahan dan waktu dari
gerakan mobil tersebut, dengan sumbu-
x
menyatakan waktu
(
t
) dan sumbu-
y
menyatakan perpindahan (
s
).
Pertanyaan
1. Grafi
k apakah yang kamu dapatkan?
2.
Apakah setiap menempuh perpindahan 20 cm memerlukan
waktu yang sama?
3.
Berdasarkan kesimpulanmu, termasuk gerak apakah gerak
tersebut? (cari literatur lain untuk menyimpulkannya)
Gambar 7.9
Mobil mainan elektronik
melaju dengan kecepatan tetap
pada lintasan lurus.
Ayo Coba 7.3
Tujuan
Menjelaskan gerak pada lintasan miring
Alat dan bahan
Kereta dinamik (mobil mainan), bidang miring, dan
stopwatch
Cara kerja
1.
Letakkan kereta dinamika di atas bidang miring, kemudian
tahan oleh tanganmu.
2.
Lepaskan kereta dinamik dan biarkan bergerak. Kemudian,
catat per pindahan nya setiap satu sekon. Masukkan hasil
pengamatannya pada tabel hasil pengamatan berikut.
162
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VII
Kegiatan Ayo Coba 7.2 menunjukkan bahwa untuk
menempuh perpindahan yang sama diperlukan waktu yang
sama. Dengan demikian, jika dibuat grafi
k hubungan antara
perpindahan dan waktu, akan diperoleh grafi
k berikut.
t
(s)
s
(m)
Suatu benda yang bergerak dengan perpindahan sama
dalam waktu yang sama, dikatakan memiliki kelajuan tetap
atau kecepatan tetap. Adapun pada Ayo Coba 7.3, dalam
waktu yang sama, benda menempuh perpindahan yang
berbeda dan bergerak semakin lama semakin cepat. Gerak
semacam ini disebut gerak lurus dipercepat. Hubungan
antara perpindahan dan waktu pada gerak dipercepat,
diperlihatkan seperti pada gambar berikut.
t
(s)
s
(m)
Gambar 7.11
Gra
½
k perpindahan terhadap
waktu untuk gerak lurus
beraturan.
Gambar 7.12
Gra
½
k perpindahan terhadap
waktu untuk gerak lurus
berubah beraturan.
3. Buatlah grafi
k hubungan antara perpindahan dan waktunya.
Tabel Hasil Pengamatan
Wa ktu
Per pin d a h an
1 sekon
...
2 sekon
...
3 sekon
...
4 sekon
...
5 sekon
...
Pertanyaan
1. Grafi
k apakah yang kamu dapatkan?
2.
Apakah setiap 1 sekon menempuh perpindahan yang sama?
3.
Berdasarkan kesimpulanmu, termasuk apakah gerak tersebut?
(cari literatur lain untuk menyimpulkannya)
Gambar 7.10
Mobil mainan bergerak
semakin cepat saat menuruni
bidang miring.
163
Gerak Lurus
F. Gerak Lurus Beraturan (GLB)
Dari kegiatan sebelumnya, kamu sudah mempelajari
benda yang bergerak dengan kelajuan tetap. Gerak semacam
itu disebut gerak lurus beraturan. Untuk memahami
karakteristik gerak lurus beraturan, lakukanlah kegiatan Ayo
Coba 7.4 berikut.
1.
Sebutkan macam-macam gerak berdasar-
kan bentuk lintasannya?
2. Buatlah grafi
k perpindahan terhadap
waktu pada gerak lurus beraturan dan
gerak lurus berubah beraturan.
Kerjakanlah di buku latihanmu.
Soal Penguasaan Materi 7.5
Ayo Coba 7.4
Tujuan
Menjelaskan gerak lurus beraturan
Alat dan bahan
Mobil mainan elektronik, pewaktu ketik (
ticker timer
), dan kertas
pita
Cara kerja
1.
Letakkan mobil mainan pada lantai yang rata dan bebas
hambatan. Tempelkan kertas pita di bagian belakang mobil
dan masukkan pada pewaktu ketik seperti pada gambar.
2.
Nyalakan pewaktu ketik, kemudian nyalakan mobil mainan.
Biarkan mobil mainan bergerak beberapa saat.
3. Setelah menempuh lintasan kira-kira 1 meter, matikan
pewaktu ketik dan mobil mainan.
4.
Ambillah kertas pita dan amati apa yang terjadi pada pita.
5.
Potong-potonglah kertas pita setiap lima ketukan (usahakan
pemotongan pertama ketika gerakan mobil sudah konstan).
Tempelkan potongan kertas pita tersebut pada kertas grafi
k.
6.
Hubungkanlah titik-titik terakhir tiap potongan.
Pertanyaan
Berilah kesimpulan, bagaimanakah grafi
k yang kamu hasilkan?
Gambar 7.13
Pada bagian belakang mobil
mainan disambungkan pita
kertas yang telah dimasukkan
ke
ticker timer
.
Pewaktu ketik adalah alat untuk mengukur jarak dalam
waktu yang singkat, sekitar
1
50
sekon. Salah satu contoh
pewaktu ketik diperlihatkan pada Gambar 7.14
berikut ini.
164
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VII
Bagian utama alat ini adalah sebuah bilah getar yang
dapat bergetar dengan frekuensi tertentu dan mirip dengan
gerakan pemukul bel listrik. Misalnya, jika frekuensi getaran
bilah 50 getaran tiap sekon, berarti bilah tersebut memerlukan
waktu
1
5
0
sekon untuk tiap satu ketukan. Pada ujung bilah
getar dipasang ujung runcing. Arah ujung runcing ini tegak
lurus terhadap bilah dan di bawah ujung runcing diletakkan
sehelai kertas karbon berbentuk lingkaran. Jika bilah bergetar,
ujung runcing mengetik pada kertas pita melalui kertas
karbon sehingga pada kertas pita terlihat titik-titik hitam.
Kertas pita dapat bergeser sesuai dengan gerakan benda. Jika
pewaktu ketik dijalankan dan pita kertas kamu tempelkan
pada benda yang bergerak, di atas pita akan terlihat hasil
ketikan berupa titik-titik yang jaraknya bergantung pada
cepat lambatnya gerak benda. Berikut ini diperlihatkan hasil
ketikan
ticker timer
.
Gambar 7.14
Ticker timer
digunakan untuk
mengukur jarak dalam waktu
yang singkat.
Gambar 7.15
Hasil ketikan pada pita kertas
Tugas 7.2
Tugas 7.2
1.
Amati hasil ketikan
ticker timer
pada Ayo Coba 7.4, yang telah
ditempelkan di kertas grafi
k.
2.
Apakah panjang untuk setiap lima ketikan relatif sama?
3.
Berilah kesimpulan dari kecepatan gerak benda tersebut.
Gerak suatu benda pada lintasan lurus yang kecepatan
setiap saatnya selalu tetap disebut gerak lurus beraturan. Jadi,
ciri dari gerak lurus beraturan adalah kecepatan geraknya
selalu tetap. Grafi
k kecepatan terhadap waktu dari gerak
lurus beraturan adalah seperti terlihat pada gambar berikut.
165
Gerak Lurus
v
t
Gambar 7.16
Gra
½
k
v
terhadap
t
pada GLB
1.
Apakah yang dimaksud dengan gerak lurus
beraturan?
2. Sebutkan contoh gerak lurus beraturan
yang terjadi di sekitar sekolahmu. Minimal
3 buah.
Kerjakanlah di buku latihanmu.
Soal Penguasaan Materi 7.6
G. Gerak Lurus Berubah
Beraturan (GLBB)
Dalam kehidupan sehari-hari, kebanyakan gerak suatu
benda kecepatannya berubah setiap saat, dapat dipercepat
ataupun diperlambat. Misalnya, sebuah benda yang di-
jatuhkan dari ketinggian tertentu, kecepatannya sedikit
demi sedikit akan berubah menjadi suatu nilai tertentu yang
semakin lama akan semakin cepat atau semakin lambat.
Gerak semacam ini disebut gerak lurus berubah beraturan.
Untuk lebih me mahami ciri-ciri gerak lurus berubah
beraturan, lakukanlah percobaan berikut.
Ayo Coba 7.5
Tujuan
Mengetahui karakteristik gerak lurus berubah beraturan
Alat dan bahan
Mobil mainan, bidang miring,
ticker timer
, dan kertas pita
Cara kerja
1.
Letakkan mobil mainan pada bidang miring. Selanjutnya,
tempelkan kertas pita pada kereta dinamik, dan masukkan
pada pewaktu ketik, seperti pada Gambar 7.17.
2.
Nyalakan pewaktu ketik. Biarkan mobil mainan bergerak
beberapa saat.
3. Setelah menempuh lintasan kira-kira 1 meter, matikan
pewaktu ketik dan mobil mainan.
4.
Ambillah kertas pita dan amati apa yang terjadi pada pita
t e r s e b u t .
Gambar 7.17
Mobil mainan bergerak lurus
berubah beraturan pada saat
melaju di lintasan bidang miring.
166
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VII
v
v
1
v
0
t
1
t
Berdasarkan gambar, terlihat bahwa jarak antara
potongan tiap titik cenderung semakin panjang. Hal ini
menunjuk kan bahwa jarak yang ditempuh dalam setiap
waktu yang sama semakin besar. Dengan kata lain, kecepatan
benda setiap saat berubah secara beraturan. Gerak semacam
ini disebut gerak lurus berubah beraturan.
Gerak lurus berubah beraturan dapat terjadi pada dua
peristiwa, yakni ketika perubahan kecepatannya semakin
cepat dan ketika perubahan kecepatan nya semakin lambat.
1. Gerak Lurus Berubah Beraturan
Dipercepat
Perhatikan Gambar 7.19. Risa mengendarai sepeda
melalui jalan yang menurun. Tanpa dikayuh pun sepedanya
akan meluncur terus, bahkan gerak sepeda semakin lama
semakin besar. Misalnya, sepeda bergerak dari keadaan
diam yang berarti kecepatannya 0 m/s. Kemudian, sepeda
bergerak pada permulaan detik pertama dengan kecepatan
2 m/s, pada permulaan detik kedua 4 m/s, permulaan detik
ketiga 6 m/s, dan seterusnya. Dapatkah kamu menghitung
kecepatan pada detik berikutnya?
5.
Potonglah kertas pita setiap lima ketik (usahakan pemotongan
pertama ketika gerakan mobil sudah konstan). Tempelkan
potongan kertas pita tadi pada kertas grafi
k.
6.
Hubungkanlah titik-titik terakhir tiap potongan.
Pertanyaan
Berilah kesimpulan, bagaimanakah grafi
k yang kamu hasilkan? Jika
hasil kerjamu baik dan benar, hasil kerjamu akan terlihat seperti
pada Gambar 7.18
.
Gambar 7.18
Gambar potongan pita kertas
menunjukkan jarak antara
ketikan semakin panjang.
167
Gerak Lurus
Jika dihitung perubahan tiap detiknya, keadaan diam ke detik
pertama pe rubah an kecepatannya (2 m/s – 0 m/s) = 2 m/s, perubah-
an detik pertama ke detik kedua (4 m/s – 2 m/s) = 2
m/s, begitu
pula perubahan kecepatan dari detik kedua ke detik ketiga
(6 m/s – 4 m/s) = 2 m/s. Jadi, gerak sepeda tersebut memiliki
perubahan ke cepatan setiap detiknya yang sama sebesar 2 m/s.
Gerak apakah itu? Ya, gerak semacam ini disebut gerak lurus
berubah beraturan dipercepat.
2. Gerak Lurus Berubah Beraturan
Diperlambat
Tono sedang mengendarai sepeda di jalan yang datar
dengan kecepatan 10 m/s. Ketika itu Tono menghentikan
kayuhannya sehingga kecepatan sepeda semakin lama
semakin kecil dan akhirnya berhenti. Misalnya, permulaan
detik pertama 10 m/s, detik kedua 8 m/s, detik ketiga 6 m/s,
dan seterusnya sampai detik keenam kecepatannya menjadi
0 m/s (berhenti). Dari detik ke detik, kecepatan sepeda Tono
berubah secara beraturan semakin lama semakin lambat.
Gerak semacam ini disebut gerak lurus berubah beraturan
diperlambat.
Gambar 7.19
Sepeda yang bergerak di jalan
yang menurun.
Gerak dipercepat beraturan
terjadi pada ....
(UAS 2003)
a. kereta api yang
meluncur pada rel
b. kapal laut yang
meluncur di laut
c. kendaraan menyusul
kendara
an lainnya
d. buah kelapa yang jatuh
dari pohon
Jawaban (d)
Buah kelapa yang jatuh dari
pohon akan bergerak dengan
percepatan tetap 10 m/s
2
karena tarikan Bumi.
Gerak dipercepat beraturan
Pembahasan UN
Pembahasan UN
Ayo Coba 7.6
Tujuan
Mengetahui karakteristik gerak lurus berubah beraturan
Alat dan bahan
Mobil mainan, bidang miring,
ticker timer
, dan kertas pita
168
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VII
Pola yang dibentuk pita ketik yang ditarik oleh benda
yang bergerak lurus berubah beraturan diperlambat ditunjuk-
kan oleh Gambar 7.21 berikut.
Jika kerjamu baik dan benar, terlihat bahwa panjang
potongan pita semakin lama semakin memendek dengan
perubahan secara teratur. Hal ini membuktikan bahwa
kecepatan benda berubah secara beraturan diperlambat.
Gerak seperti ini disebut gerak lurus berubah beraturan
diperlambat.
Gambar 7.21
Pola yang dibentuk pita ketik
pada benda yang bergerak
lurus berubah beraturan
diperlambat.
1. Sebutkan ciri-ciri gerak lurus berubah
beraturan.
2.
Termasuk jenis GLBB manakah peristiwa
berikut.
a. Mobil yang tiba-tiba direm
b. Mobil melaju di jalan yang terjal
c. Bola dilempar ke atas
Kerjakanlah di buku latihanmu.
Soal Penguasaan Materi 7.7
Cara kerja
1. Letakkan mobil mainan pada bidang miring. Tempelkan
kertas pita pada mobil mainan dan masukkan pada pewaktu
ketik, seperti pada Gambar 7.20.
2.
Nyalakan pewaktu ketik. Biarkan kereta dinamik bergerak
ketika mesinnya dinyalakan.
3. Setelah menempuh lintasan kira-kira 1 meter, matikan
pewaktu ketik dan mobil mainan.
4.
Ambillah kertas pita dan amati apa yang terjadi pada pita.
5.
Potonglah kertas pita setiap lima ketik (usahakan pemotongan
pertama ketika gerakan mobil sudah konstan). Tempelkan
potongan kertas pita tadi pada kertas grafi
k.
6.
Hubungkanlah titik-titik terakhir tiap potongan.
Pertanyaan
Berilah kesimpulan, bagaimanakah grafi
k yang kamu hasilkan?
Jika hasil kerjamu baik dan benar, hasil kerjamu akan terlihat
seperti pada Gambar 7.21.
Gambar 7.20
Mobil mainan bergerak
lurus berubah beraturan
diperlambat pada saat
menanjak di lintasan bidang
miring.
169
Gerak Lurus
•
Gerak benda bersifat relatif bergantung
pada titik acuan yang dipakai untuk
me ngamatinya.
•
Benda dikatakan bergerak jika terjadi
pe rubahan posisi terhadap titik acuan,
sedangkan kedudukan menyatakan posisi
suatu benda.
•
Besaran-besaran Fisika yang menyatakan
gerak suatu benda adalah perpindahan,
kelajuan, kecepatan, dan percepatan.
•
Perpindahan adalah perubahan posisi suatu
benda terhadap titik acuan tertentu.
•
Kelajuan adalah besarnya jarak tempuh
dalam selang waktu tertentu. Alat ukur
laju kendaraan adalah
speedo meter
.
•
Kecepatan adalah perubahan posisi tiap
satuan waktu.
• Kecepatan merupakan besaran yang
memiliki besar dan arah.
•
Percepatan adalah perubahan kecepatan
tiap satuan waktu.
• Secara matematis, percepatan dapat
ditulis dalam persamaan:
a
v
t
vv
tt
==
Δ
Δ
10
v
10
t
•
Gerak lurus adalah gerak yang lintasannya
lurus.
• Gerak lurus beraturan adalah gerak
yang lintasannya lurus dan setiap saat
kecepatan nya tetap.
•
Gerak lurus berubah beraturan adalah
gerak yang lintasannya lurus dan setiap saat
kecepatannya berubah secara beraturan.
•
Gerak lurus berubah beraturan diper cepat jika
kecepatannya bertambah secara teratur.
•
Gerak lurus berubah beraturan diper-
lambat jika kecepatannya ber kurang
secara teratur.
Re
à
eksi
Re
à
eksi
Selamat, kamu telah selesai mempelajari
Bab Gerak Lurus. Selain menarik untuk di-
pelajari, semua benda yang bergerak di alam
semesta ini masih ada yang perlu dilakukan
penelitian. Sangat menarik, bukan? Selain
itu, dengan mempelajari bab ini, kamu bisa
tahu bahwa semua benda yang bergerak tidak
selamanya bergerak lurus dengan kecepatan
tetap. Dapat kah kamu membuktikannya?
Setelah mempelajari bab ini, bagian mana-
kah yang paling kamu sukai? Bagian mana
pula yang belum kamu pahami? Diskusikanlah
dengan gurumu agar kamu lebih menguasai
materi dalam bab ini.
Rangkuman
Rangkuman
170
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VII
1.
Di antara beberapa pernyataan berikut, yang
menyatakan benda bergerak adalah ....
a. sopir terhadap kendaraan yang di-
tumpanginya
b. seorang anak yang sedang berjalan
terhadap baju yang dipakainya
c. masinis terhadap lokomotif yang di-
kemudikannya
d. kereta terhadap stasiun yang di-
lewatinya
2. Berikut ini yang merupakan ciri dari benda
ber gerak lurus beraturan adalah ....
a. kecepatannya berubah secara ber-
aturan
b. perubahan posisi selalu tetap dalam
selang waktu tertentu
c. perubahan posisinya tidak tetap se-
tiap saat
d. percepatannya selalu tetap setiap saat
3.
Tempelan kertas hasil percobaan gerak di-
lukiskan seperti pada gambar berikut.
B e r d a s a r k a n g a m b a r t e r s e b u t , d a p a t d i -
simpulkan bahwa ....
a.
benda bergerak lurus beraturan
b. benda bergerak lurus berubah ber-
aturan
c. benda bergerak lurus berubah tak
ber aturan
d.
benda bergerak lurus tak beraturan
4. Buah kelapa yang jatuh dari pohonnya,
merupakan contoh dari benda yang ....
a.
bergerak lurus beraturan
b. begerak lurus berubah beraturan di-
per lambat
c.
bergerak lurus berubah beraturan di-
percepat
d.
bergerak lurus berubah tak beraturan
5. Sebuah mobil menempuh 20 km dalam
waktu 30 menit. Dapat dipastikan
bahwa mobil tersebut bergerak dengan
kecepatan ....
a. 10 km/jam
b. 20 km/jam
c. 40 km/jam
d. 60 km/jam
6. Seorang anak berlari dengan kecepatan
10 m/s. Perubahan kedudukan anak tersebut
selama 20 detik adalah ....
a. 50 meter
b. 100 meter
c. 150 meter
d. 200 meter
7.
AD
QB
5 km
12 km
3 km
20 menit
30 menit
10 menit
Untuk menempuh jarak dari A ke B,
sese orang berhenti di D dan Q seperti
pada gambar. Kecepatan rata-rata orang
tersebut adalah ....
a. 0,3 km/jam
b. 3,0 km/jam
c. 20,0 km/jam
d. 60,0 km/jam
8. Salah satu contoh gerak lurus berubah
beraturan diperlambat adalah ....
a.
motor balap yang sedang bergerak di
sirkuit
b.
batu dilemparkan vertikal ke atas
c.
mobil yang bergerak 40 km/jam
d.
buah kelapa jatuh dari pohonnya
9. Pertambahan kecepatan setiap detik
disebut ....
a. perpindahan
b. percepatan
c. kecepatan
d. perlambatan
A. Pilihlah jawaban yang paling tepat.
Kerjakanlah di buku latihanmu
.
T
T
es Kompetensi Bab 7
es Kompetensi Bab 7
171
Gerak Lurus
10. Grafi
k manakah yang menunjukkan ke ce-
patan tetap diteruskan dengan kecepatan
yang bertambah.
a.
v
(m/s)
t
(s)
b.
v
(m/s)
t
(s)
c.
v
(m/s)
t
(s)
d.
v
(m/s)
t
(s)
11. Sebuah truk yang mula-mula diam, 5 detik
kemudian kecepatannya menjadi 6 m/s.
Percepatan truk tersebut adalah ....
a. 0,83 m/s
2
c.
5 m/s
2
b. 1,2 m/s
2
d. 30 m/s
2
12. Nilai percepatan mobil balap Formula 1
ketika sedang melakukan start adalah ....
a. nol
b. positif
c. negatif
d. tidak turun
13. Sebuah mobil bergerak dengan kelajuan
80 km/jam. Jarak yang ditempuh mobil
tersebut selama 30 menit sejauh ....
a. 40 km
b. 45 km
c. 60 km
d. 160 km
14. Indra pergi ke toko buku yang berjarak
1,8 km dari rumahnya pukul 15.00. Agar
Indra dapat sampai di toko pukul 15.30,
ia harus mengayuh sepedanya dengan
kecepatan ....
a. 1 m/s
b. 2 m/s
c. 3 m/s
d. 4 m/s
15. Perhatikan pernyataan berikut.
(1) Gerak Matahari mengelilingi Bumi
disebut gerak semu.
(2) Satuan kecepatan dan kelajuan tidak
sama.
(3) Kecepatan dan kelajuan pada lintasan
lurus adalah sama.
(4) Gerak benda yang mengalami per-
ubahan kecepatan disebut gerak lurus
beraturan.
Pernyataan-pernyataan di atas yang tidak
benar adalah ....
a.
(1), (2), dan (3)
b.
(1), (3), dan (4)
c.
(2) dan (4)
d.
(1), (2), (3), dan (4)
B. Selesaikan soal-soal berikut dengan benar.
1. Rizal sedang berada dalam kereta api
yang sedang melaju menjauhi stasiun. Di
stasiun terdapat pedagang yang sedang
duduk. Jelaskan bagaimana gerak yang
teramati baik oleh Rizal maupun oleh
p e d a g a n g t e r s e b u t .
2.
Apakah yang dimaksud dengan kedudukan,
perpindahan, kecepatan, dan percepatan.
3. Sebutkan ciri-ciri dari gerak lurus
beraturan, gerak lurus berubah beraturan
dipercepat, dan gerak lurus berubah
beraturan diperlambat.
172
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VII
C. Jawablah soal tantangan berikut dengan tepat.
Kota A dan kota B terpisahkan sejauh 200 km. Sebuah bus berangkat dari kota A ke kota B dengan
kecepatan 40 km/jam. Pada waktu yang sama, sebuah truk berangkat dari kota B ke kota A dengan
kecepatan 60 km/jam. Kapan keduanya akan berpapasan?
b.
Hitunglah percepatan rata-rata partikel
pada selang 0 – 20 s.
c.
Berapa jarak yang ditempuh partikel
pada selang 20 s – 40 s?
d.
Hitunglah percepatan rata-rata partikel
pada selang 40 s – 50 s.
5. Sebuah mobil melaju dengan kecepatan
72 km/jam. Dalam selang 10 sekon, mobil
t e r s e b u t m e n g u r a n g i k e c e p a t a n n y a m e n j a d i
36 km/jam.
a. Gambarkan grafi
k hubungan antara
kecepatan dan waktunya.
b.
Berapakah perlambatan mobil tersebut?
4. Grafi
k berikut menunjukkan perubahan
kecepatan suatu partikel terhadap waktu.
10
10
020304050
t
(s)
v
(m/s)
20
a.
Termasuk ke dalam jenis apakah gerak
yang dilakukan partikel pada selang
0 – 20 s, 20 s – 40 s, dan 40 s – 50 s.
Jelaskan.