2 glb glbb gjb dan gva

A. GERAK

Gerak Lurus

Secara umum gerak lurus dibagi menjadi 2 :

1. GLB

2. GLBB

1. GLB

(Gerak Lurus Beraturan)

� Teori Singkat :

Perumusan gerak lurus beraturan (GLB)

Grafik untuk GLB berupa :

V S

t t

Yang perlu diperhatikan pada GLB :

(1). Resultan gaya yang bekerja pada benda

nol (∑ F = 0), maka akibatnya adalah :

a. Percepatannya nol (a = 0)

b. Usaha yang dilakukan pada benda

nol (w = 0)

(2). Kecepatan benda tetap (V = tetap),

maka akibatnya adalah :

a. Energi kinetis benda tetap (Ek = c)

b. Momentum yang bekerja pada

benda tetap (P = c)

2. GLBB

(Gerak Lurus Berubah Beraturan)

Rumus-rumus GLBB:

Keterangan :

S = Jarak yang ditempuh (m)

Vt = kecepatan akhir (m/s)

Vo = kecepatan mula-mula (m/s)

a = percepatan (+) dan perlambatan (-)

(m/s2)

t = lama benda bergerak (s)

Grafik untuk GLBB berupa :

V V

V0 α tg α = a =

dt

dV

t t

Vo = 0 Vo ≠ 0

a > 0 a > 0

V a

Vo

t t

Vo ≠ 0 a = konstan

a < 0

S a > 0

a < 0

t

Yang perlu diperhatikan pada GLBB :

(1). Resultan gaya yang bekerja pada benda

adalah tetap (Σ F = C), maka

akibatnya adalah

a. Percepatannya tetap (a = C)

b. Usaha yang dilakukan pada benda

tetap (w = C)

(2). Kecepatan benda sebagai fungsi waktu

v = f (t), maka akibatnya adalah :

a. Energi kinetis benda berbanding

lurus terhadap t2

b. Momentum benda berbanding

lurus terhadap waktu

=====O0O=====

Gerak Vertikal Gerak vertikal dibagi menjadi 2 :

1. GJB

2. GVA

1. GJB

(Gerak Jatuh Bebas)

� Teori Singkat :

Gerak jatuh bebas (GJB) adalah merupakan

GLBB dalam keadaan khusus, yaitu : a = g

(gravitasi bumi)

Vo = 0

g (tanda g + searah

dengan gerak benda)

h

rumus – rumus GJB mirip GLBB dengan

percepatan a = g dan S = h :

Vt = Vo + g t

Vt2 = Vo

2 + 2 g h

h = Vo t + ½ g t2

Karena pada GJB Vo = 0, maka :

S = V t

t

Vt = Vo ± a t

Vt2 = Vo

2 ± 2a S

S = Vo t ± ½ a t2

Vo

Em = Ep + Ek = tetap

� Catatan :

Tinjau kasus saat benda jatuh bebas, maka

benda akan memiliki 3 keadaan sebagai

berikut :

(1) Epmaks = mgh

Ekmin = 0

h

(2) Ep ≠ 0

Ek ≠ 0

(3) Epmin = 0

Ekmaks = 1/2 mV2

1. Energi mekanik (Em) benda disepanjang

jalur lintasan saat jatuh adalah konstan,

karena pengurangan energi potensial

(Ep) selalu diimbangi dengan

penambahan energi kinetik (Ek),

sehingga energi mekaniknya (Em)

selalu tetap

2. Benda yang jatuh bebas dari ketinggian

h ketika mencapai tanah seluruh energi

potensialnya berubah menjadi energi

kinetik

3. Waktu yang dibutuhkan oleh dua buah

benda yang mengalami GJB pada

ketinggian yang sama, jika gesekan

udara diabaikan adalah sama.

2. GVA

(Gerak Vertikal ke Atas)

Vt = 0

g (tanda g – berla

wanan arah dengan

gerak benda)

rumus – rumus Gerak Vertikal ke Atas

(GVA) mirip perumusan GJB dengan

percepatan a = - g dan S = h

:

Vt = Vo - g t

Vt2 = Vo

2 - 2 g h

h = Vo t - ½ g t2

Karena pada GVA Vt = 0, maka :

� Catatan :

1. Waktu yang dibutuhkan untuk naik sama

dengan waktu yang dibutuhkan untuk

turun

2. Pada ketinggian yang sama, besar

kecepatan naik sama dengan kecepatan

turun.

=====O0O=====

� Contoh Soal dan Pembahasan :

1. Gerak lurus dipercepat beraturan

mempunyai persamaan perpindahan yang

kuadratis terhadap waktu

Sebab

Pada gerak lurus dipercepat beraturan selalu

terjadi percepatan atau perlambatan

Jawaban : B

Rumus GLBB

Grafiknya : s (m)

t (dt)

pernyataan dan alasan benar ===> tidak

berhubungan

2. Grafik di bawah ini menunjukkan hubungan

antara jarak yang di tempuh S dengan

waktu t, untuk sebuah benda yang bergerak

dalam suatu garis lurus

S

t

Dari grafik terlihat bahwa :

1. kecepatan benda tetap

2. percepatan benda nol

3. selang waktu yang sama benda

menempuh jarak yang sama

4. pada saat t = 0, kecepatan benda nol

Pernyataan yang benar ...

A. 1,2 dan 3 D. 4 saja

B. 1 dan 3 E. Semuanya

C. 2 dan 4

Jawaban : A (1, 2, 3, benar)

Ingat ! Pada saat t = 0, kecepatan benda

tetap ( V = c) sehingga V ≠ 0

S = Vo t + ½ a t2

tg =Vt

h g 2 =Vt

h = ½ g t2

tg = Vo

h g 2 = Vo

h = Vo t - ½ g t2

X (dt)

3. Grafik di bawah ini menghubungkan

kecepatan (V) dan waktu (t) dari dua mobil

A & B pada lintasan dan arah yang sama.

Jika tg α = 0,5 m/s2, maka :

V B A

40

α ) 30

20 t

1. Setelah 20 detik kecepatan ke dua mobil

sama

2. Percepatan mobil B = 2 m/s2

3. Setelah 40 detik mobil B menyusul

mobil A

4. Jarak yang di tempuh pada waktu

tersusul 800 meter




C. 2 dan 4


1. Pada saat t = 20 detik, tampak

dari grafik kecepatan ke dua mobil

sama

2. Kemiringan garis B, menyatakan

percepatan mobil B (aB) = 2 m/s2

3. Pada saat mobil B tepat menyusul

mobil A berlaku SA = SB, sehingga di

dapat :

VoA t + ½ aA t2 = VoB t + ½ aB t

2

30 t + ½ (0,5) t2 = 0 + ½ (2) t

2

0,75 t = 30 ===> t = 40

4. Jarak yang ditempuh pada waktu

tersusul :

SA = SB = ½ (2) (40)2 = 1600 m

4. Y

Perhatikan grafik di se

belah kiri. Besaran yang

sesuai untuk sumbu Y

adalah :

1. Laju gerak benda oleh gaya konstan

2. Jarak tempuh benda dengan laju konstan

3. Kecepatan benda jatuh bebas

4. Percepatan benda jatuh bebas




C. 2 dan 4


analisa :

(1) Jika Y = V, maka jawaban benar, (lihat

teori singkat soal 13)

(2) Jika Y = S, maka jawaban benar, (lihat

teori singkat soal 11)

(3) Pada benda jatuh bebas berlaku

persamaan Vt = g t, dengan Vo = 0

(4) Percepatan benda jatuh bebas adalah (a)

= g = konstan (jawaban salah)

5. Grafik di bawah menunjukkan kecepatan

terhadap waktu untuk mobil yang bergerak

menurut garis lurus selama 7 detik. Dari

grafik dapat ditentukan jarak yang ditempuh

dalam waktu 7 detik, yaitu …m

50 V (m/s)

30

18 t (s)

2 5 7

A. 72 m D. 152 m

B. 80 m E. 188 m

C. 108 m

Jawaban : E

50 V (m/s)

30

I II

18

III t (s)

2 5 7

•) Luasan I : L I = ½ (2) (30 + 50) m = 80 m

•) Luasan II : L II = ½ (3) (18 + 30) m = 72 m

•) Luasan III : L III = (2) (18) m = 36 m

Jadi jarak yang ditempuh selama 7 detik :

St = L I + L II + L III = 188 m

6. Jika suatu benda jatuh bebas, maka :

1. Energi mekaniknya tetap

2. Energi potensialnya tetap

3. Gerakannya dipercepat beraturan

4. Energi kinetiknya tetap




C. 2 dan 4

Jawaban : (1,3 benar) → B

Pada GJB berlaku Em = Ek + Ep = tetap,

artinya penurunan Ep selalu diimbangi oleh

penambahan Ek sehingga energi potensial

nya selalu tetap. Adapun gerakannya ada

lah gerakan dipercepat beraturan oleh

percepatan gravitasi g.

7. Dua buah benda A dan B yang bermassa

masing-masing m, jatuh bebas dari

ketinggian h meter dan 2h meter. Jika A

menyentuh tanah dengan kecepatan V m/s,

maka benda B akan menyentuh tanah

dengan energi kinetis sebesar :

A. ½ mv2 C. 1/4 mv

2

B. mv2

D. 3/2 mv2

C. ¾ mv2

Jawaban : B

(Lihat teori singkat GJB catatan no. 2)

Saat tiba di tanah seluruh Ep berubah

menjadi Ek, sehingga :

EpA = EkA ==> m g h = ½ m v2

Jadi untuk benda B :

EkB = 2 m g h = 2 (½ m v2) = m v

2

8. Bila sehelai bulu ayam dan sebutir batu

kerikil dijatuhkan pada saat yang sama di

dalam suatu ruang hampa dari ketinggian

yang sama dan tanpa kecepatan awal, maka

batu akan sampai di bawah lebih dulu

sebab

massa jenis batu lebih besar dari pada

massa jenis bulu ayam

Jawaban : D

(Lihat teori singkat GJB catatan no. 3)

Pernyatan salah, sebab waktu yang

dibutuhkan tidak tergantung pada massa

jenis benda, namun hanya bergantung pada

ketinggian h dan percepatan gravitasi g,

perhatikan :

2h/g t tg /21 h 2 =→=

Adapun alasan benar

9. Sebuah benda jatuh bebas dari tempat yang

tingginya 80 meter. Jika energi potensialnya

mula-mula besarnya 4000 Joule dan g = 10

m/s2, maka :

1. Massa benda itu 5 kg

2. Benda sampai di tanah setelah 4 detik

3. Tepat sebelum sampai di tanah kecepa

tan benda itu 40 m/s

4. Tepat sebelum sampai di tanah energi

kinetiknya 4000 Joule




C. 2 dan 4

Jawaban : (1,2,3,4 benar) ==> E

1. Ep = m g h ==> 4000 = m (10) (80)

m = 5 kg

2. => 10 / (80) 2 =t = 4 dt

3. V = g t ==> V = 10 (4) m/dt = 40 m/dt

4. Ek = ½ mV2 ==> Ek = ½ (5) (40)

2 J

= 4000 Joule

10.Bila sebuah bola dilemparkan secara vertikal

ke atas, maka pada titik tertinggi bola itu

berhenti sesaat

sebab

Pada saat berhenti bola tidak mengalami

percepatan

Jawaban : C

Pernyataan benar, pada titik tertinggi gerak

vertikal keatas Vt = 0. Alasan salah, sebab

bola masih merasakan percepatan gravitasi g

=====O0O=====

� Soal-soal :

1. Benda A dikatakan bergerak terhadap benda

B jika benda A …

A. memiliki kecepatan

B. memiliki kelajuan

C. memiliki percepatan

D. panjang lintasannya setiap saat berubah

E. jaraknya terhadap B berubah

2. Grafik di bawah ini menyatakan hubungan

antara kelajuan dan waktu suatu benda yang

bergerak. Jarak yang ditempuh selama

benda dipercepat adalah …

V (m/s)

10

4

t (s)

1 3 4

A. 1,0 m D. 10,0 m

B. 4,0 m E. 20,0 m

C. 5,0 m

3.

X (m)

c

b

a d

e t (s)

gh / 2 =t

Gerak suatu benda digambarkan dengan

grafik kedudukan x terhadap waktu t.

Bagian grafik yang menunjukkan kecepa

tan benda nol adalah :

A. a C. c E. e

B. b D. d

4. X (m)

X2

2

X1 1

X0

t1 t2 t3 t (s)

A. Benda mulai bergerak dengan kecepatan

awal nol

B. Kecepatan maksimal di dapat pada saat t

= t2

C. Pada saat t = t2 kecepatan benda nol

D. Arah kecepatan benda pada saat t = t1

sama dengan arah garis singgung pada

lengkung di titik 1

E. Pada saat t = t3 kecepatan benda nol

5.

V (m/s)

b

c e

a d

t (s)

Grafik di atas ini menunjukkan hubungan

kecepatan (V) dan waktu t dari suatu gerak

lurus. Bagian grafik yang menunjukkan

gerak lurus beraturan adalah :

A. a D. d

B. b E. e

C. c

6. Pada GLBB, grafik yang menyatakan

hubungan antara energi kinetik suatu benda

dengan waktunya adalah :

A. Ek D. Ek

t t

B. Ek E. Ek

t t

C. Ek

t

7. Perhatikan ngambar berikut :

V (m/s)

12

4 12 t (s)

Jarak yang ditempuh dalam selang waktu t

= 4 s dan t = 12 s adalah ...

A. 144 m D. 60 m

B. 116 m

E. 48 m

C. 96 m

8. Mobil A dan B memiliki grafik x – t seperti

pada gambar di bawah ini

X (km)

B

A 100

2 4 6 t (jam)

Perbandingan kecepatan mobil A dan mobil

B adalah ...

A. 1 : 1 D. 2 : 5

B. 1 : 3

E. 5 : 2

C. 3 : 1

9. Panjang lintasan yang ditempuh mobil A

dengan percepatan 2 m/s2 selama 10 sekon,

adalah sama dengan yang ditempuh oleh

mobil B dengan percepatan 5 m/s2 dalam

waktu ...(anggap A dan B mula-mula diam)

A. 2 s D. 3 √2 s

B. 2 √10 s

E. 4 √10 s

C. 3 s

10. Gerak benda P dan Q memiliki grafik x – t

seperti pada gambar

X (km)

P

Q 300

9 12 t (jam)

Ketika P telah menempuh jarak 200 m, saat

itu Q menempuh jarak ...

A. 150 m D. 230 m

B. 180 m

E. 260 m

C. 200 m

11. Sebuah bola 50 gram dilemparkan vertikal

ke atas. Setelah 2 detik kembali ke asal. Jika

g = 10 m/s2, maka kecepatan awal bola :

A. 0,25 m/s D. 20 m/s

B. 10 m/s

E. 5 m/s

C. 1 m/s

12. Grafik kecepatan terhadap waktu untuk

suatu bola yang dilempar vertikal ke atas

dan kembali pada pelempar setelah

mencapai ketinggian tertentu adalah :

A. V B. V

t

t

C. V D. V

t t

E. V

t

13. Sebuah benda massanya 2 kg terletak

diatas tanah. Benda tersebut ditarik ke atas

dengan gaya 30 N selama 2 detik, lalu

dilepaskan. Jika g = 10 m/s2, maka tinggi

maksimum yang dicapai benda adalah :

A. 10 m D. 18 m

B. 12 m

E. 20 m

C. 15 m

14. Sebuah benda massanya 2 kg terletak

diatas tanah. Benda tersebut ditarik ke atas

dengan gaya 25 N selama 2 detik, lalu

dilepaskan.Jika g = 10 m/s2, maka energi

kinetik benda saat mengenai tanah adalah :

A. 150 J C. 25 J

B. 125 J

D. 50 J

C. 100 J

15. Sebuah benda dilempar vertikal ke atas

dengan kecepatan awal 10 m/s dari

ketinggian 40 m seperti pada gambar.

Bila g = 10 m/s2, maka

kecepatan benda saat

menyentuh tanah adalah :

A. 40 m/s C. 30 m/s

B. 45 m/s

D. 35 m/s

C. 30 m/s

16. Benda yang jatuh bebas memilki

1. kecepatan awal nol

2. percepatan tetap

3. geraknya dipercepat beraturan

4. kecepatan tergantung pada massa benda

Yang benar adalah pernyataan …

A. 4 saja D. 1, 2 dan 3

B. 2 dan 4

E. 1, 2, 3, dan 4

C. 1 dan 3

17. Dua buah benda masing-masing massanya

m1 dan m2, jatuh bebas dari ketinggian yang

sama pada tempat yang sama. Jika m1 = 2

m2, maka percepatan benda pertama adalah

…

A. 2 kali percepatan benda kedua

B. 1/2 kali percepatan benda kedua

C. sama dengan percepatan benda kedua

D. 1/4 kali percepatan benda kedua

E. 4 kali percepatan benda kedua

18. Bola A dilemparkan vertikal ke atas dengan

kelajuan 20 m/s. Dua sekon kemudian dari

tempat yang sama bola B dijatuhkan bebas.

Dua sekon setelah B dijatuhkan,

perbandingan kelajuan bola A terhadap bola

B adalah …

A. 1 : 1 D. 2 : 3

B. 1 : 2

E. 3 : 2

C. 2 : 1

19. Jika benda jatuh bebas, maka

1. energi mekaniknya tetap

2. energi potensialnya tetap

3. gerakannya dipercepat beraturan

4. energi kinetiknya tetap

Yang benar adalah pernyataan …

A. 1, 2, 3 D. 4 saja

B. 1 dan 3

E. 1, 2, 3, dan 4

C. 2 dan 4

20. Bola basket menumbuk lantai secara tegak

lurus dengan kelajuan 7 m/s setelah

dilempar ke bawah dengan kelajuan 5 m/s

dari ketinggian h. Nilai h adalah ...

A. 0,8 m D. 2,4 m

B. 1,2 m

E. 3,0 m

C. 1,8 m

=====O0O=====

Vo

40 m

2 glb glbb gjb dan gva

Documents