Hai Quipperian, salah satu materi yang tidak mungkin kamu lewatkan saat belajar Fisika adalah gerak benda. Ingat, gerak adalah kegiatan sehari-hari bagi makhluk hidup. Misalnya, Anda bisa pergi ke sekolah dengan gerakan, bukan? Yaitu pindah dari rumah ke sekolah. Lalu, apa yang dimaksud dengan gerak? Untuk menjawabnya, yuk simak artikel lengkapnya!
Pengertian Gerak Benda
Gerak suatu benda adalah perubahan kedudukan suatu benda dari satu tempat ke tempat lain yang mengacu pada suatu titik tertentu. Artinya, suatu benda yang diam pada suatu titik acuan tertentu dikatakan tidak bergerak. Lalu, bagaimana dengan gerak tumbuhan? Memang tumbuhan tidak bergerak seperti manusia dan hewan, tetapi tumbuhan bergerak sesuai dengan adaptasi organ tubuhnya, misalnya akar memanjang, daun menutup, kuncup membuka, dan sebagainya. Gerakan semacam ini dikenal sebagai gerakan pasif. Pada artikel kali ini Quipper Blog hanya akan membahas tentang gerak aktif saja ya.
Macam Gerak Benda
Gerak benda bervariasi. Hal tersebut didasarkan pada beberapa acuan, seperti bentuk lintasan, jenis kecepatan, dan acuan pengamatan. Macam-macam gerak benda adalah sebagai berikut.
Gerak Benda Berdasarkan Bentuk Lintasannya
Berdasarkan bentuk lintasan yang dilaluinya, gerak benda dibedakan menjadi tiga, yaitu sebagai berikut.
Bergerak lurus
Gerak lurus adalah perubahan posisi suatu benda pada garis lurus. Misalnya, seorang pengemudi mengemudikan bus di jalan tol, kereta api bergerak di sepanjang rel kereta api, dan sebagainya. Lihatlah gambar berikut.
Saat mempelajari gerak lurus, Anda akan dikenalkan dengan beberapa besaran seperti perpindahan, kecepatan, kelajuan, jarak, waktu tempuh, dan percepatan. Untuk materi lengkap tentang gerak lurus bisa dilihat di artikel Quipper Blog.
Gerakan melingkar
Gerak melingkar adalah perubahan posisi suatu benda pada lintasan atau lingkaran yang berbentuk lingkaran. Misalnya, saat Anda mencoba menaiki roller coaster. Sama seperti gerak lurus, gerak melingkar juga mengandung beberapa besaran seperti kecepatan sudut, percepatan sudut, posisi sudut, frekuensi, periode, dan lain-lain. Gerak melingkar terbagi menjadi dua, yaitu gerak melingkar beraturan (GMB) dan gerak melingkar berubah beraturan (GMBB). Perhatikan gambar gerak melingkar berikut.
gerak parabola
Gerak parabola adalah perubahan posisi suatu benda pada lintasan berbentuk parabola atau setengah lingkaran. Misalnya, saat Anda menendang bola hingga ketinggian tertentu. Jika digambarkan, lintasan bola akan berbentuk parabola. Gerak parabola adalah gabungan atau gabungan dari gerak lurus beraturan dan gerak lurus beraturan yang diubah. Perhatikan gambar gerak parabola berikut.
Dari gambar di atas terlihat bahwa lintasan bola adalah parabola bukan?
Pergerakan Benda Berdasarkan Kecepatan
Berdasarkan kecepatannya, gerak benda dibagi menjadi empat, yaitu sebagai berikut.
Gerakan lurus
Gerak lurus beraturan adalah gerak suatu benda pada garis lurus dengan kecepatan konstan. Artinya, kecepatan benda selalu sama pada setiap posisi. Jika kecepatan benda konstan, maka perubahan kecepatan adalah nol. Jadi, percepatan benda juga nol.
Gerak bujursangkar yang diubah secara seragam
Gerak lurus berubah-ubah beraturan adalah gerak suatu benda pada garis lurus dengan perubahan kecepatan yang konstan. Artinya, kelajuan benda selalu berubah secara teratur, misalnya detik ke-5 kelajuan benda 20 m/s, detik ke-6 kelajuan benda 25 m/s, detik ke-7 kelajuan benda 30 m /detik, dan seterusnya. Karena perubahan kecepatan konstan, maka gerak lurus yang berubah secara seragam memiliki percepatan. Berdasarkan percepatannya, gerak lurus berubah beraturan dibedakan menjadi dua, yaitu gerak lurus berubah beraturan dipercepat (percepatan positif) dan gerak lurus berubah beraturan diperlambat (percepatan negatif).
Gerakan melingkar teratur
Gerak melingkar beraturan adalah gerak suatu benda dalam lintasan melingkar dengan kecepatan sudut konstan. Dalam gerak ini, percepatan sudut benda adalah nol.
Gerak melingkar berubah secara beraturan
Gerak melingkar beraturan adalah gerak suatu benda dalam lintasan melingkar dengan perubahan kecepatan sudut tetap. Sama seperti GLBB, dalam gerak melingkar beraturan berlaku percepatan sudut.
Gerak Benda Berdasarkan Titik Referensi Pengamat
Berdasarkan titik acuan pengamat, gerak benda terbagi menjadi dua, yaitu sebagai berikut.
Gerakan semu
Gerak semu adalah gerak suatu benda yang tampak bergerak ke arah pengamat, padahal sebenarnya benda tersebut diam. Misalnya, saat Jeje berada di dalam mobil dan melihat rumah-rumah yang diam, seolah-olah rumah tersebut bergerak. Padahal, objek bergerak sebenarnya adalah Jeje. Itu karena titik acuannya adalah Jeje yang sedang bergerak.
Gerakan nyata
Gerak nyata adalah gerak yang terjadi karena adanya perubahan posisi dan memiliki titik acuan berupa benda yang diam. Misalnya ayah sedang duduk di beranda, sedangkan kamu berjalan ke arah ayah. Jika titik acuannya adalah ayah yang pendiam, maka Anda bergerak menuju ayah.
Dari kedua pengertian tersebut, dapatkah kamu membedakan antara gerak nyata dan gerak semu? Perbedaan gerak nyata dan gerak semu terletak pada titik acuannya. Dalam gerakan nyata, Anda bergerak di sekitar titik referensi tetap. Sedangkan dalam gerak semu, Anda diam sehubungan dengan titik referensi bergerak.
Gerakan relatif
Gerak relatif adalah gerak yang dilihat dari titik acuan pengamat. Objek di luar titik referensi dianggap bergerak relatif terhadap titik referensi. Misalnya, Anda berada di kereta yang sedang berjalan dan saudara laki-laki Anda sedang duduk di stasiun. Jika saudara perempuan Anda adalah pengamat, maka objek yang bergerak adalah Anda. Jika Anda seorang pengamat, maka objek yang bergerak adalah adik Anda.
Rumus Gerak Objek
Rumus gerak benda yang akan ditampilkan kali ini adalah rumus gerak lurus ya. Mengapa hanya gerak lurus? Karena Anda akan mempelajari jenis gerak lain di sekolah menengah. Daripada penasaran, yuk kita cek.
Rumus Gerak Lurus Seragam
Rumus gerak lurus beraturan adalah sebagai berikut.
Dengan:
ay = kecepatan (m/s);
S = jarak tempuh (m); Dan
T = waktu (s).
Rumus Gerak Lurus Berubah Beraturan
Rumus gerak lurus berubah beraturan dibagi menjadi dua, yaitu sebagai berikut.
Rumus untuk gerak bujursangkar yang berubah secara seragam dipercepat
Untuk menyelesaikan soal gerak lurus dipercepat beraturan, gunakan persamaan berikut.
Dengan:
ayT = kecepatan akhir (m/s);
ay0 = kecepatan awal (m/s);
A = percepatan (m/s2);
T = waktu tempuh (s); Dan
S = jarak tempuh (m).
Rumus untuk gerak bujursangkar yang berubah secara seragam dipercepat
Gerakan yang diubah secara seragam diperlambat dengan percepatan negatif. Untuk menyelesaikan masalah gerak bujursangkar yang diperlambat beraturan, gunakan persamaan berikut.
Dengan:
ayT = kecepatan akhir (m/s);
ay0 = kecepatan awal (m/s);
A = percepatan (m/s2);
T = waktu tempuh (s); Dan
S = jarak tempuh (m).
Contoh Gerakan Benda
Contoh gerak masing-masing benda adalah sebagai berikut.
Contoh Gerak Lurus
Contoh gerak lurus adalah sebagai berikut.
- Seseorang mengendarai mobil di jalan raya.
- Gerakan kereta api di sepanjang rel kereta api.
- Gerakan seorang atlet lari cepat di lapangan.
Contoh Gerak Melingkar
Contoh gerak melingkar dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut.
- Gerakan memutar kereta di rel roller coaster.
- Gerak rotasi cakram dalam lempar cakram.
- Gerak komidi putar atau bianglala.
- Gerakan searah jarum jam.
Contoh Gerak Parabola
Contoh gerak parabola adalah sebagai berikut.
- Gerakan peluru saat ditembakkan.
- Pergerakan bola saat ditendang dengan sudut elevasi tertentu.
- Gerakan bola basket menuju ring.
- Gerakan bola golf saat dipukul.
Kesimpulan
Dari pembahasan di atas dapat disimpulkan bahwa suatu benda dikatakan bergerak jika mengalami perubahan kedudukan atau kedudukan relatif terhadap suatu titik acuan tertentu. Gerak benda dikelompokkan menjadi tiga jenis, yaitu berdasarkan bentuk lintasan, kecepatan, dan titik acuan.
Contoh Soal Gerak Benda
Untuk mengasah pemahaman Anda tentang gerak benda, mari kita lihat contoh soal berikut.
Contoh Soal Gerak Lurus Beraturan
Halimah berangkat ke sekolah mengendarai sepeda motor dengan kecepatan tetap 30 m/s. Waktu yang dibutuhkan Halimah untuk sampai ke sekolah adalah 5 menit, berapa jarak rumah Halimah ke sekolah?
Diskusi:
Dikenal:
ay = 30 m/s
T = 5 menit = 300 detik
diminta: S =…?
Menjawab:
Untuk mencari jarak yang ditempuh, gunakan persamaan berikut.
Jadi jarak sekolah dengan rumah Halimah adalah 9 km.
Contoh Soal Gerak Lurus Berubah Beraturan
Ibu akan pergi ke rumah rekannya untuk arisan. Mula-mula ibu mengayuh sepedanya dengan kecepatan 10 m/s. Agar cepat sampai ke tempat tujuan, sang ibu harus mengayuh sepedanya lebih cepat. Setelah berjalan selama 25 s, kecepatan ibu bertambah 8 m/s. Hitunglah jarak yang ditempuh ibu setelah berjalan selama 12 s!
Diskusi:
Dikenal:
diminta: S momen T = 12 sekon =…?
Diskusi
Pertama, Anda harus mencari percepatan ibu menggunakan persamaan berikut.
Selanjutnya tentukan jarak yang ditempuh ibu setelah berjalan selama 12 s.
Contoh Masalah Gerak Relatif
Mobil patroli polisi mengejar narapidana yang kabur menggunakan minibus. Minibus para tahanan berada 500 m di depan mobil patroli polisi. Jika kecepatan mobil polisi 30 m/s dan kecepatan mobil tahanan 20 m/s, tentukan waktu yang diperlukan mobil polisi untuk bertemu dengan mobil tahanan!
Diskusi:
Dikenal:
SP = 500m
ayP = 30 m/s
ayQ = 20m/s
diminta: T =…?
Menjawab:
Untuk memudahkan Anda menyelesaikan soal ini, gunakan konsep relatif seperti berikut ini.
Dari soal tersebut dapat ditentukan bahwa mobil patroli polisi bergerak relatif terhadap minibus tahanan, sehingga:
∆S = SP – SQ = 500m
∆ay = ayP – ayQ
= 30 – 20
= 10m/s
Dengan demikian, waktu yang dibutuhkan mobil polisi untuk bertemu dengan mobil tahanan dirumuskan sebagai berikut.
Jadi, waktu yang dibutuhkan mobil polisi untuk bertemu dengan mobil tahanan adalah 50 s.
Itulah pembahasan Quipper Blog kali ini. Semoga bermanfaat, ya. Untuk mendapatkan materi lengkapnya, buruan gabung dengan Quipper Video. Salam Quippers!