Gambar Sampul IPA · Bab 7 Gerak Lurus
IPA · Bab 7 Gerak Lurus
Saeful Karim

24/08/2021 15:32:05

SMP 7 K-13

Lihat Katalog Lainnya
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.