Halaman
Modul Fisika Kelas X KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN2GERAK LURUSFISIKA KELAS XPENYUSUNNeny Else Josephine, S.Pd, MMSMAN 2 Surabaya
Modul Fisika Kelas X KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN3DAFTAR ISIPENYUSUN.............................................................................................................................................2DAFTAR ISI............................................................................................................................................3GLOSARIUM...........................................................................................................................................4PETA KONSEP.......................................................................................................................................5PENDAHULUAN...................................................................................................................................6A. Identitas Modul...........................................................................................................6B. KompetensiDasar.......................................................................................................6C. Deskripsi Singkat Materi............................................................................................6D. Petunjuk Penggunaan Modul......................................................................................6E. Materi Pembelajaran...................................................................................................7KEGIATAN PEMBELAJARAN 1.......................................................................................................8GERAK LURUS.......................................................................................................................................8A.Tujuan Pembelajaran..................................................................................................8B.Uraian Materi..............................................................................................................8C.Rangkuman...............................................................................................................20D.Penugasan Mandiri...................................................................................................21E.Latihan Soal..............................................................................................................22F.Penilaian Diri............................................................................................................24KEGIATAN PEMBELAJARAN 2.....................................................................................................25GERAK VERTIKAL.............................................................................................................................25A.Tujuan Pembelajaran................................................................................................25B.Uraian Materi............................................................................................................25C.Rangkuman...............................................................................................................30D.Latihan Soal..............................................................................................................31E.Penilaian Diri............................................................................................................34EVALUASI.............................................................................................................................................35DAFTAR PUSTAKA............................................................................................................................39
Modul Fisika Kelas X KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN4GLOSARIUMMekanika:Studi mengenai gerak benda, konsep-konsep gaya, dan energi yang saling berhubungan, membentuk suatu bidangKinematika:Ilmu yang mempelajari gerak benda tanpa meninjau gaya penyebabnyaDinamika:Ilmu yang mempelajari gerak dengan memperhatikan gaya penyebab gerak.Gerak:Perubahan posisi (kedudukan) suatu benda terhadap sebuah acuan tertentu.Gerak Lurus Beraturan (GLB):Gerak Suatu benda dengan kecepatan tetap/konstan, sehingga percepatan benda sama dengan nolGerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB):Gerak Suatu benda dengan kecepatan tetap/konstan, sehingga percepatan benda sama dengan nolGerak Jatuh Bebas:Gerak vertikal yang bebas dari pegaruh gaya lain kecual gaya gravitasiGerak Vertikasl:Gerak Suatu Benda Yang Lintasannya Vertikal Dengan Kecepatan Awal Tidak Sama Dengan Nol
Modul Fisika Kelas X KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN5PETA KONSEPGERAK LURUSBesaran-besaran Gerak LurusKedudukanPerpindahanJarak Kecepatan PercepatanJenis-jenis Gerak Lurus GLBGLBBGJBGVBGVA
Modul Fisika Kelas X KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN6PENDAHULUANA. Identitas ModulMata Pelajaran: FisikaKelas:XAlokasi Waktu:2X 3 Jam PelajaranJudul Modul:Gerak LurusB. Kompetensi Dasar3.4Menganalisis besaran-besaran fisis pada gerak lurus dengan kecepatan konstan (tetap) dan gerak lurus dengan percepatan konstan (tetap) berikut penerapannya dalam kehidupan sehari-hari misalnya keselamatan lalu lintas4.4Menyajikan data dan grafik hasil percobaan gerak benda untuk menyelidiki karakteristik gerak lurus dengan kecepatan konstan (tetap) dan gerak lurus dengan percepatan konstan (tetap) berikut makna fisisnyaC. Deskripsi Singkat MateriGerak adalah proses berpindahnya suatu benda dari satu titik ke titik lain. Syarat utama benda dikatakan bergerak adalah adanya perubahan posisi benda terhadap titik acuan. Karena titik acuan bisa berbeda-beda, maka gerak benda bersifat relatif. Artinya, benda yang bergerak menurut acuan A belum tentu bergerak untuk acuan B. Salah satu jenis gerak yang umum adalah gerak lurus. Sesuai dengan sebutannya, gerak lurus adalah gerak benda yang lintasannya berupa garis lurusatau lintasan yang relatif lurus pada selang waktu tertentu.Gerak lurus dibedakan menjadi dua yaitu gerak lurus dengan kecepatan tetap yang disebut dengan Gerak Lurus Beraturan (GLB) dan gerak lurus dengan percepatan tetap yang disebut dengan Gerak LurusBerubah Beraturan (GLBB).Apabila benda bergerak lurus dengan lintasan arah vertikal maka benda dikatan melakukan gerak vertikal. Gerak vertikal terdiri dari Gerak Jatuh Bebas, Gerak Vertikal keatas dan Gerak Vertikal kebawah.D. Petunjuk Penggunaan ModulModul ini terbagi menjadi dua topik kegiatan belajar yang harus kalian tempuh, yaitu :Pertama: Gerak LurusKedua: Gerak VertikalDalam mempelajari modul ini yang perlu kalian pahami :1.Pelajari target kompetensi dasar (KD) yang akan dicapai2.Pahami materi dalam modul ini dan kerjakan soal latihan3.Kerjakan soal latihannya. Jika sudah lengkap mengerjakan soal latihan, cobalah buka kunci jawaban yang ada pada bagian akhir dari modul ini. Hitunglah skor yang kalian peroleh
Modul Fisika Kelas X KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN74.Jika skor masih dibawah 70, cobalah baca kembali materinya, usahakan jangan mengerjakan ulang soal yang salah sebelum kalian membaca ulang materinya5.Lakukan percobaan sederhana untuk mengamati karakteristik geraklurus, dan kemudian susun laporannya untuk diserahkan pada guru kalian6.Jika skor kalian sudah minimal tujuh puluh, kalian bisa melanjutkan ke pembelajaran berikutnya.E.Materi PembelajaranModul ini terbagi menjadi 2kegiatan pembelajarandandi dalamnya terdapat uraian materi, contoh soal, soal latihan dan soal evaluasi.Pertama :Gerak LurusKedua : Gerak Vertikal
Modul Fisika Kelas X KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN8Apakah yang dimaksud dengan gerak?Kapan suatu benda dikatakan bergerak?KEGIATAN PEMBELAJARAN 1GERAK LURUSA.Tujuan PembelajaranSetelah kegiatan pembelajaran 1 ini diharapkankalian mampu: 1.Menjelaskan karakteristik benda yang disebut bergerak2.Menganalisis besaran-besaran fisis pada gerak lurus dengan kecepatan konstan (tetap) dan gerak lurus dengan percepatan konstan (tetap) berikut penerapannya dalam kehidupan sehari-hari misalnya keselamatan lalu lintas3.Menyajikan data dan grafik hasil percobaan gerak benda untuk menyelidikikarakteristik gerak lurus dengan kecepatan konstan (tetap) dan gerak lurus dengan percepatan konstan (tetap) berikut makna fisisnyaB.Uraian MateriPada kegiatanpembelajaran 1ini kalian akan belajar tentang besaran-besaran gerak lurus seperti: Posisi, Perpindahan, Jarak, Waktu, Kelajuan dan Kecepatan, percepatan dan perlajuanserta kalian juga akan belajar tentang gerak lurus beraturan (GLB) dan gerak lurus berubah beraturan (GLBB). Di pertemuan sebelumnya kalian telah mempelajari tantang besaran vektor dan skalar. Sebagai kegiatan awal berdasarkan apa yang kalian ketahui, jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawahiniUntuk dapat memahami materi ini baca dan ceramati uraian singkat materi berikut :1.GerakDalam aktivitas kita sehari-hari, kita tidak pernah terlepas dari yang namanyagerak. Kita berangkat dan pulang sekolah dikatakan bergerak. Menulis, berjalan, berlari, bersepeda, olahraga dan aktivitas lainnya tidak lepas dari gerak. Lalu apa yang dimaksud dengan gerak itu? Bilamanakah suatu benda dikatakan bergerak? Bilamanakah suatu benda dikatakan tidak bergerak? Untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan tersebut, simak baik-baik penjelasan berikut ini.a.Pengertian GerakCoba kamu perhatikan benda-benda di sekitarmu! Adakah yang diam? Adakah yang bergerak? Batu-batu di pinggir jalan diam terhadap jalan kecuali jika ditendang oleh kaki maka benda tersebut akan bergerak, rumah-rumah di sekitar kita diam terhadap pohon-pohon di sekelilingnya, seseorang berlari pagi di taman, dikatakan orang tersebut bergerak terhadap jalan, batu-batu, rumah-rumah, maupun pohon-pohon yang dilewatinya, dan masih banyak lagi. Jadi apakah yang disebut gerak itu?
Modul Fisika Kelas X KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN9Suatu benda dikatakan bergerak jika benda itu mengalami perubahan kedudukan terhadap titik tertentu sebagai acuan. Jadi, gerak adalah perubahan posisi atau kedudukan terhadap titik acuan tertentu. Gerak juga dapat dikatakan sebagai perubahan kedudukan suatu benda dalam selang waktu tertentu.Untuk lebih memahami mengenai titik acuanperhatikan gambar ilustrasi berikut ini.Pada suatu hari sodik berangkat dari rumah menuju ke pasar untuk membeli buah-buahan. Jika kita tinjau gambar ilustrasi di atas, terdapat dua titik acuan yaitu rumah sebagaititik acuan 1dan pasar sebagaititik acuan 2.Jika kita menggunakan rumah sebagai titik acuan, maka sodik dikatakan bergerakmenjauhdari titik acuan sedangkan jika kita menganggap pasar sebagai titik acuan maka sodik dikatakan bergerakmendekatititik acuan.Berbeda halnya dengan peristiwa berikut, orang berlari di mesin lari fitnes (mesin kebugaran), anak yang bermain komputer dan lain sebagainya. Apakah mereka mengalami perubahan posisi atau kedudukan dalam selang waktu tertentu?Kegiatan tersebut tidak mengalami perubahan posisi atau kedudukan karena kerangka acuannya diam. Penempatan kerangka acuan dalam peninjauan gerak merupakan hal yang sangat penting, mengingat gerak dan diam itu mengandung pengertian yang relatif. Sebagai contoh, ada seorang yang dudukdi dalam kereta api yang sedang bergerak, dapat dikatakan bahwa orang tersebut diam terhadap kursi yang didudukinya dan terhadap kereta api tersebut, namun orang tersebut bergerak relatif terhadap stasiun maupun terhadap pohon-pohon yang dilewatinya. b.Posisi atau KedudukanPosisi merupakan besaran vektor yang menyatakan kedudukan suatu benda terhadap titik acuan.Kedudukan tersebut dinyatakan dalambesardanarah.Pada gambar di atas.Jika titik A sebagai acuan maka Posisi C = -6 meter dari AJika titik A sebagai acuan maka PosisiB =4 meter dari ASebuah benda dikatakan bergerak jika posisinya telah berubahterhadap titik acuan.c.Jarak dan PerpindahanJarak dan perpindahan mempunyai pengertian yang berbeda. Misalkan Kira berjalan ke barat sejauh 4 km dari rumahnya, kemudian 3 km ke timur. Berarti Kira Gb1. Titik AcuanGb2. Ilustrasi Posisi atau Kedudukan
Modul Fisika Kelas X KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN10sudah berjalan menempuh jarak 7 km dari rumahnya, sedangkan perpindahannya sejauh 1 km (Gambar 3a).Berbeda halnya dengan contoh berikut. Seorang siswa berlari mengelilingi lapangan satu kali putaran. Berarti ia menempuh jarak sama dengan keliling lapangan, tetapi tidak menempuh perpindahan karena ia kembali ke titik semula (Gambar 3b).Contoh lain, perhatikan gambar 3c, Rama bergerak ke utara sejauh 4 km, kemudian berbelok ke timur sejauh 3 km, lalu berhenti. Berapa jarak yang ditempuh Rama? Berapa pula perpindahannya?d.Kecepatan dan KelajuanIstilah kecepatan dan kelajuan dikenal dalam perubahan gerak. Kecepatan termasuk besaran vektor, sedangkan kelajuan merupakan besaran skalar. Besaran vektor memperhitungkan arah gerak, sedangkan besaran skalar hanya memiliki besar tanpa memperhitungkan arah gerak benda. Kecepatan merupakan perpindahan yang ditempuh tiap satuan waktu, sedangkan kelajuan didefinisikan sebagai jarak yang ditempuh tiap satuan waktu. Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut:𝐾𝑒𝑐𝑒𝑝𝑎𝑡𝑎𝑛=𝑃𝑒𝑟𝑝𝑖𝑛𝑑𝑎ℎ𝑎𝑛(𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟)𝑆𝑒𝑙𝑎𝑛𝑔𝑊𝑎𝑘𝑡𝑢(𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘)𝐾𝑒𝑐𝑒𝑝𝑎𝑡𝑎𝑛=𝐽𝑎𝑟𝑎𝑘(𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟)𝑆𝑒𝑙𝑎𝑛𝑔𝑊𝑎𝑘𝑡𝑢(𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘)Kecepatan Rata-Rata dan Kelajuan Rata-RataKecepatan rata-rata vdidefiniskan sebagai perpindahan yang ditempuh terhadap waktu. Jika suatu benda bergerak sepanjang sumbu-x dan posisinya dinyatakan dengan koordinat-x, secara matematis persamaan kecepatan rata-rata dapat ditulis sebagai berikut:𝑣=∆𝑥∆𝑡Keterangan:v= kecepatan rata-rata (m/s)Gb3. Lintasan yang ditempuh pejalan kaki
Modul Fisika Kelas X KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN11∆𝑥= x akhir = perpindahan∆𝑡= perubahan waktu (s)Kelajuan rata-rata merupakan jarak yang ditempuh tiap satuan waktu. Secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut:𝑣=𝑠𝑡Keterangan:v = kecepatan rata-rata (m/s)s = jarak tempuh (meter)𝑡= waktu tempuh (s)Kecepatan SesaatKecepatan sesaat merupakan kecepatan benda pada saat tertentu. Kecepatan inilah yang ditunjukkan pada jarum speedometer. Kecepatan sesaat pada waktu tertentu adalah kecepatanrata-rata selama selang waktu yang sangat kecil mendekati nol, kecepatan sesaat dinyatakan oleh persamaan:Kecepatan sesaat merupakan turunan posisi terhadap waktue.PercepatanDi dalam kehidupan sehari-hari, sangatlah sulit kita jumpai sebuah benda yang bergerak dengankecepatan konstan. Pasti benda akan mengalami perlambatan atau penambahan kecepatan (dipercepat) dalam selang waktu tertentu. Perubahan kecepatan dalam selang waktu tertentu inilah kemudian kita namakan sebagai percepatan.Percepatan merupakan besaran vektor sehingga nilainya bisa positif atau negatif. Percepatan positif artinya bahwa arah percepatan searah dengan arah perpindahan benda, dengan kata lain gerakannya akan dipercepat. Sedangkan percepatan yang bernilai negatif artinya bahwa gerakan benda sedang diperlambat. Besarnya percepatan dinamakan sebagai perlajuan. Perlajuan merupakan besaran skalar.Percepatanadalah perubahan kecepatan dan atau arah dalam selang waktu tertentu. Percepatan merupakan besaran vektor. Percepatan berharga positif jika kecepatan suatu benda bertambah dalam selang waktu tertentu. Percepatan berharga negatif jika kecepatan suatu benda berkurang dalam selang waktu tertentu.Sebuah benda yang kecepatannya berubah tiap satuan waktu dikatakan mengalamipercepatan. Sebuah mobil yang kecepatannya diperbesar dari nol sampai 90 km/jam berarti dipercepat. Apabila sebuah mobil dapat mengalami perubahan kecepatan seperti ini dalam waktu yang lebih cepat dari mobil lainnya, maka dikatakan bahwa mobil tersebut mendapatpercepatanyang lebih besar. Dengan demikian, percepatan menyatakan seberapa cepat kecepatan sebuah benda berubah.Percepatan Rata-RataTiap benda yang mengalami perubahan kecepatan, baik besarnya saja atau arahnya saja atau kedua-duanya, akan mengalami percepatan. Percepatan rata-rata (a) adalah hasil bagi antara perubahan kecepatan ( Δv ) dengan selang waktu yang digunakan
Modul Fisika Kelas X KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN12Contoh Soal:selama perubahan kecepatan tersebut ( Δt ). Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut.Keterangan:a: perceptan rata-rata (m/s2)Δv: perubahan kecepatan (m/s)Δt: selang waktu (s)v1: kecepatan awal (m/s)v2: kecepatan akhir (m/s)t1: waktu awal (s)t2: waktu akhir (s)Percepatan juga termasuk besaran vektor, tetapi untuk gerak satu dimensi kita hanya perlu menggunakan tanda positif (+) atau negatif (-) untuk menunjukkan arah relatif terhadap sistem koordinat yang dipakai.Percepatan SesaatPercepatansesaatadalah perubahan kecepatan dalam waktu yang sangat singkat. Seperti halnya menghitung kecepatan sesaat, untukmenghitungpercepatansesaat, kita perlu mengukur perubahan kecepatan dalam selang waktu yang singkat (mendekati nol). Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut.Percepatansesaatdapat didefinisikan sebagaipercepatanrata-ratapada limit Δt yang menjadi sangat kecil, mendekati nol. Percepatan sesaat (a) untuk satu dimensi dapat dituliskan sebagai berikut:Dalam hal ini Δv menyatakan perubahan yang sangat kecil pada kecepatan selamaselang waktu Δt yang sangat pendek. Perhatikan dengan teliti bahwa kecepatan menunjukkan seberapa cepat posisi berubah sementaraseberapa cepat kecepatan berubah disebut sebagai percepatan.1.Azriel berlari ke timur sejauh 24 m selama 14 s lalu bebalik ke barat sejauh 12 m dalam waktu 4 s. Hitunglah kelajuan rata-rata dan kecepatan rata-rata Azriel!Penyelesaian:Kelajuan rata-rata:𝑣̅=𝑠1+𝑠2𝑡1+𝑡2; 𝑣=24+1214+4; 𝑣̅=2𝑚/𝑠Kecepatan rata-rata (anggap perpindahan ke timur bernilai positif, ke barat negatif)𝒗̅=∆𝑠∆𝑡;=𝑠1+𝑠2𝑡1+𝑡2; = 24−1414−4; = 108; = 1,25 m/s
Modul Fisika Kelas X KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN132.Gerak Lurusa.Pengertian Gerak LurusPernahkan kamu memperhatikan kereta api yang bergerak diatas relnya? Apakah lintasannya berbelok-belok? Bahwasannya lintasan kereta api adalah garis lurus, karena kereta apai bergerak pada lintasan yang lurus, maka kereta api mengalami gerak lurus. Jika masinis kereta api menjalankan kereta api dengan kelajuan yang sama, kereta api akan menempuh jarak yang sama.Benda yang bergerak dengan kecepatan tetap dikatakan melakukan gerak lurus beraturan, jadi syarat benda bergerak lurus beraturan apabila gerak benda menempuh lintasan lurus dan kelajuan benda tidak berubah.b.Gerak Lurus Beraturan (GLB)Gerak Lurus Beraturan adalah gerak suatu benda pada lintasan yang lurus di mana pada setiap selang waktu yang sama, benda tersebut menempuh jarak yang sama (gerak suatu benda pada lintasan yang lurus dengan kelajuan tetap).Pada gerak lurus beraturan, benda menempuh jarak yang sama dalam selang waktu yang sama pula. Sebagai contoh, mobil yang melaju menempuh jarak 2 meter dalam waktu 1 detik, maka satu detik berikutnya menempuh jarak dua meter lagi, begitu seterusnya. Dengan kata lain, perbandingan jarak dengan selang waktu selalu konstan atau kecepatannya konstan perhatikan gambar 2. Berikut ini.Grafik v-t menunjukan hubungan antara kecepatan (v) dan waktu tempuh (t) suatu benda yang bergerak lurus. Berdasarkan grafik tersebut coba saudara tentukan berapa besar kecepatan benda pada saat t = 0 s, t = 1 s, t = 2 s?.Kita dapat ketahui bahwa pada gambar 2 di atas kecepatan benda sama dari waktu ke waktu yakni 5 m/s.Gambar 4. Lintasan Kereta ApiGambar 5. Grafik v-t untuk GLB
Modul Fisika Kelas X KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN14Semua benda yang bergerak lurus beraturan akan memiliki grafik v-t yang bentuknya seperti gambar 6 itu. Sekarang, dapatkah saudara menghitung berapa jarak yang ditempuh oleh bend dalam waktu 5 s? Saudara dapat menghitung jarak yang ditempuh oleh benda dengan cara menghitung luas daerah di bawah kurva bila diketahui grafik (v-t)Jarak yang ditempuh = luas daerah yang diarsir pada grafik v –t.Cara menghitung jarak pada GLB, te ntu saja satua gerak satuan panjang, bukan satuan luas, berdasarkan gambar 2.1 diatas, jarak yang ditempuh benda = 20 m. Cara lain menghitung jarak tempuh adalah dengan menggunakan persamaan GLB, telah anda ketahui bahwa kecepatan pada GLB dirumuskan :Dimana hubungan jarak terhadap waktu adalah sebagai berikut :Jarak = Kelajuan . Waktus = v. t.....................................................persamaan 1Jika benda memiliki jarak tertentu terhadap acuan, maka:s =s0+ v.t...............................................persamaan 2dengan S0= kedudukan benda pada t = 0 (kedudukan awal)Dari gambar 2.1 dimana v = 5 m/s, sedangkan t = 4 s, sehingga jarak yang ditempuh :s = v.t... = 5 m/s . 4 s = 20 mPersamaan GLB, berlaku bila gerak benda memenuhi grafik seperti pada gambar 2.1 pada grafik tersebut terlihat bahwa pada saat t = 0 s, maka v = 0. Artinya, pada mulanya benda diam, baru kemudian bergerak dengan kecepatan 5 m/s. Padahal dapat saja terjadi bahwa saat awal kita amati benda sudah dalam keadaan bergerak, sehingga benda telah memiliki kecepatan awal S0. Untuk keadaan ini, maka GLB sedikit mengalami perubahan. Persamaan benda yang sudah bergerak sejak awal pengamatan. Dengan S0menyatakan posisi awal benda dalam satuan meter. Selain grafik v-t di atas, pada gerak lurus terdapat juga grafik s-t, yakni grafik yang menyatakan hubungan antara jarak tempuh (s) dan waktu tempuh (t)Gambar 6. Menentukan jarak dengan menghitung luas dibawah kurva
Modul Fisika Kelas X KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN151.Sebuah mobil bergerak kecepatan tetap 45 km/jam. Hitung jarak yang ditempuh mobil selama 10 sekon?Penyelesaian:Diketahui:v= 45 km/jam= 45.000 m/3600 s= 12,5 m/st = 10 sekonDitanya: s?Jawab: s = v × ts = 12,5 m/s x 10 sekon = 125 m2.Gerak sebuah benda yang melakukan GLB diwakili oleh grafik s-t dibawah, berdasarkan grafik tersebut, hitunglah jarak yang ditempuh oleh benda itu dalam waktu:a)2 sekon, danb)5 sekonGambar diatas sebenarnya menyatakan sebuah benda yang melakukan GLB yang memiliki posisi awal S0 , dari grafik tersebut kita dapat membaca kecepatan benda yakni V = 4 m/s. Seperti telah dibicarakan, hal ini berarti bahwa pada saat awal mengamati benda telah bergerak danmenempuh jarak sejauh S0= 2 m. Jadi untuk menyelesaikan soal ini, kita akan menggunakan persamaan GLB untuk benda yang sudah bergerak sejak awal pengamatan.Penyelesaian:Diketahui:S0= 2 mv = 4 m/sDitanya:a)Jarak yang ditempuh benda pada saat t = 2 sekonb)Jarak yang ditempuh benda pada saat t = 5 sekonJawab:a)s(t) = S0+ v.ts(2s) = 2 m + (4m/s x 2s) = 10 meterb)s(t) = S0+ v.ts(5s)= 2 m + (4 m/s . 5 s) = 40 meter3.Perhatikan gambar di bawah ini. Sebuah mobil A dan B bergerak dengan arah berlawanan masing-masing dengan kecepatan tetap 20 m/s dan 10 m/s. Hitung kapan dan di mana mobil A berpapasan jika jarak kedua mobil mula-mula 210m.Contoh Soal:
Modul Fisika Kelas X KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN16Penyelesaian:Diketahui:Kecepatan mobil A = VA= 20 m/s Kecepatan mobil B = VB= 10 m/s Jarak mobil A dan B = 210 mDitanya:tA(waktu mobil A berpapasan dengan mobil B) ?sA(jarak tempuh mobil A ketika berpapasan dengan mobil) ?Jawab:sA+ sB=Jarak ketika mobil A berpapasan dengan mobil BvAt + vBt = 20t + 10t = 210 m30 t =210 →t =210 = 7 st = 7 sekon setelah mobil A berjalansA=vAt = 20 . 7 = 140 mJadi, mobil A berpapasan dengan mobil B setelah 7 sekon dan berjalan 140 m.c.Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)Coba kamu perhatikan apabila sebuah sepeda bergerak menuruni sebuah bukit, bagaimanakah kecepatannya? Atau pada peristiwa jatuh bebas, benda jatuh dari ketinggian tertentu di atas, Tentu saja kecepatan nya semakin bertambah besar. Peristiwa ini disebut dengan Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB). Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak benda pada lintasan lurus dengan kecepatannya berubah secara teratur tiap detik. Kamu tentunya masih ingat bahwa perubahan kecepatan tiap detik adalah percepatan. Dengan demikian, pada GLBB benda mengalami percepatan secara teratur atau tetap.Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) adalah Gerak benda dalam lintasan garis lurus dengan percepatan tetap. Jadi, ciri umum glbb adalah bahwa dari waktu ke waktu kecepatan benda berubah, semakin lama semakin cepat, dengan kata lain gerak benda dipercepat, namun demikian, GLBB juga berarti bahwa dari waktu ke waktu kecepatan benda berubah, semakin lambat hingga akhirnya berhenti. Dalam hal ini benda mengalami perlambatan tetap.Dalam modul ini, menggunakan istilah perlambatan untuk gerak benda diperlambat. Kita tetap saja menamakannya percepatan, hanya saja nilainya negatif, perlambatan sama dengan percepatan negatif.
Modul Fisika Kelas X KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN17Hubungan antara besar kecepatan (v) dengan waktu (t) pada gerak lurus berubah beraturan (GLBB) ditunjukkan pada grafik di bawah ini:Besar percepatan benda :𝑎=∆𝑣∆𝑡=𝑣2−𝑣1𝑡2−𝑡1Dalam hal ini maka 𝑣1=𝑣0; 𝑣2=𝑣𝑡; 𝑡1=0; 𝑡2=𝑡Sehingga,𝑎=𝑣𝑡−𝑣0𝑡𝑎𝑡𝑎𝑢𝑎.𝑡=𝑣𝑡−𝑣0Akan didapatkan Dimana :𝑣𝑡= kecepatan akhir (m/s)𝑎= percepatan (m/s2)𝑣0= kecepatan awal ( m/s)t = selang waktu (s)Perhatikan bahwa selang waktu t (kita beri simbol (t), kecepatan benda berubah dari 𝑣0menjadi 𝑣𝑡sehingga kecepatan rata-rata benda dapat dituliskan :𝑣=𝑣0+𝑣𝑡2Karena𝑣𝑡=𝑎.𝑡+𝑣0maka,𝑣=𝑣0+𝑣0+𝑎.𝑡2=2𝑣0+𝑎.𝑡2Kita tahu bahwa kecepatan rata-rata, maka𝑣=𝑠𝑡,𝑚𝑎𝑘𝑎𝑠𝑡=2𝑣02+𝑎.𝑡2Atau Keterangan :s= jarak yang ditempuh (m)𝑣0= kecepatan awal (m/s)t= selang waktu (s)a= percepatan (m/s2)Bila dua persamaan GLBB diatas kita gabungkan, maka akan didapatkan persamaan GLBB yang ketiga𝑠=𝑣0.𝑡+12𝑎.𝑡2𝑣𝑡=𝑎.𝑡+𝑣0Persamaan GLBB𝑠=𝑣0.𝑡+12𝑎.𝑡2Persamaan Jarak GLBB