BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang · PDF filemeliputi mata pelajaran fisika, bumi antariksa,...

36
Modul Gerak Lurus 1 BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) berkaitan dengan cara mencari tahu tentang alam secara sistematis, sehingga Sains bukan hanya penguasaan kumpulan pengetahuan yang berupa fakta-fakta, konsep-konsep, atau prinsip-prinsip saja tetapi juga merupakan suatu proses penemuan. Pendidikan sains diharapkan dapat menjadi wahana bagi peserta didik untuk mempelajari diri sendiri dan alam sekitar, serta prospek pengembangan lebih lanjut dalam menerapkannya di dalam kehidupan sehari-hari. Proses pembelajarannya menekankan pada pemberian pengalaman langsung untuk mengembangkan kompetensi agar menjelajahi dan memahami alam sekitar secara ilmiah. Pendidikan sains diarahkan untuk inkuiri dan berbuat sehingga dapat membantu peserta didik untuk memperoleh pemahaman yang lebih mendalam tentang alam sekitar. Secara umum Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) di SMP/MTs, meliputi mata pelajaran fisika, bumi antariksa, biologi, dan kimia yang sebenarnya sangat berperan dalam membantu anak untuk memahami fenomena alam. Ilmu Pengetahuan Alam merupakan pengetahuan ilmiah, yaitu pengetahuan yang telah mengalami uji kebenaran melalui metode ilmiah, dengan ciri: objektif, metodik, sistematis, universal, dan tentatif. Ilmu Pengetahuan Alam merupakan ilmu yang pokok bahasannya adalah alam dan segala isinya. Di jelaskan dalam standar isi, mata pelajaran fisika bertujuan agar siswa kemampuan sebagai berikut : membentuk sikap positif terhadap Tuhan Yang Maha Esa, memupuk sikap ilmiah yaitu jujur, objektif, terbuka, ulet, kritis dan dapat bekerja sama dengan oranag lain, mengembangkan pengalaman untuk dapat merumuskan masalah, mengajukan dan menguji hipotesis melalui percobaan, merancang dan merakit instrumen percobaan, mengumpulkan, mengolah, dan menafsirkan

Transcript of BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang · PDF filemeliputi mata pelajaran fisika, bumi antariksa,...

Page 1: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang · PDF filemeliputi mata pelajaran fisika, bumi antariksa, biologi, dan kimia yang ... Penyusunan bahan ajar ini disusun dengan ... besaran skalar

Modul Gerak Lurus 1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) berkaitan dengan cara mencari tahu

tentang alam secara sistematis, sehingga Sains bukan hanya penguasaan

kumpulan pengetahuan yang berupa fakta-fakta, konsep-konsep, atau

prinsip-prinsip saja tetapi juga merupakan suatu proses penemuan.

Pendidikan sains diharapkan dapat menjadi wahana bagi peserta didik

untuk mempelajari diri sendiri dan alam sekitar, serta prospek

pengembangan lebih lanjut dalam menerapkannya di dalam kehidupan

sehari-hari. Proses pembelajarannya menekankan pada pemberian

pengalaman langsung untuk mengembangkan kompetensi agar menjelajahi

dan memahami alam sekitar secara ilmiah. Pendidikan sains diarahkan

untuk inkuiri dan berbuat sehingga dapat membantu peserta didik untuk

memperoleh pemahaman yang lebih mendalam tentang alam sekitar.

Secara umum Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) di SMP/MTs,

meliputi mata pelajaran fisika, bumi antariksa, biologi, dan kimia yang

sebenarnya sangat berperan dalam membantu anak untuk memahami

fenomena alam. Ilmu Pengetahuan Alam merupakan pengetahuan ilmiah,

yaitu pengetahuan yang telah mengalami uji kebenaran melalui metode

ilmiah, dengan ciri: objektif, metodik, sistematis, universal, dan tentatif.

Ilmu Pengetahuan Alam merupakan ilmu yang pokok bahasannya adalah

alam dan segala isinya.

Di jelaskan dalam standar isi, mata pelajaran fisika bertujuan agar

siswa kemampuan sebagai berikut : membentuk sikap positif terhadap

Tuhan Yang Maha Esa, memupuk sikap ilmiah yaitu jujur, objektif,

terbuka, ulet, kritis dan dapat bekerja sama dengan oranag lain,

mengembangkan pengalaman untuk dapat merumuskan masalah,

mengajukan dan menguji hipotesis melalui percobaan, merancang dan

merakit instrumen percobaan, mengumpulkan, mengolah, dan menafsirkan

Page 2: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang · PDF filemeliputi mata pelajaran fisika, bumi antariksa, biologi, dan kimia yang ... Penyusunan bahan ajar ini disusun dengan ... besaran skalar

Modul Gerak Lurus 2

data, serta mengkomunikasikan hasil percobaan secara lisan dan tertulis,

mengembangkan kemampuan bernalar dalam berpikir analisis induktif dan

deduktif dengan menggunakan konsep dan prinsip fisika serta mempunyai

keterampilan mengembangkan pengetahuan, dan sikap percaya diri

sebagai bekal untuk melanjutkan pendidikan pada jenjang yang lebih

tinggi serta mengembangkan ilmu pengetahuan dan teknologi.

Ruang lingkup bahan kajian IPA untuk SMP/MTs merupakan kelanjutan

bahan kajian IPA SD/MI meliputi aspek-aspek sebagai berikut.

1. Makhluk Hidup dan Proses Kehidupan

2. Materi dan Sifatnya

3. Energi dan Perubahannya

4. Bumi dan Alam Semesta

B. Deskripsi Singkat

Secara sederhana sains dapat didefinisikan pengetahuan yang

diperoleh melalui pengumpulan data dengan eksperimen, pengamatan, dan

deduksi untuk menghasilkan suatu penjelasan tentang sebuah gejala yang

dapat dipercaya.

Penyusunan bahan ajar ini disusun dengan penyajian materi dan

bahasa yang sederhana agar peserta didik dan guru madrasah mudah

memahami kontek yang diberikan serta menguasai kompetensi yang

diharapkan secara mandiri dalam rangka menyempurnakan proses

pembelajaran.

Pembahasan dalam modul ini berkaitan dengan mata diklat tentang

Kinematika Gerak Lurus yang meliputi : Gerak Lurus Beraturan (GLB),

Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB), dan contoh-contoh Gerak Lurur

Beraturan serta Gerak Lurus Berubah Beraturan dalam kehidupan sehari-

hari.

Page 3: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang · PDF filemeliputi mata pelajaran fisika, bumi antariksa, biologi, dan kimia yang ... Penyusunan bahan ajar ini disusun dengan ... besaran skalar

Modul Gerak Lurus 3

C. Manfaat Modul bagi Peserta

Modul ini diharapkan untuk membantu peserta menguasai dan

mengembangkan indikator pencapaian berdasarkan contoh pengembangan

yang sudah ada, menguasai materi kinematika gerak lurus dan dapat

mengembangkan, menerapkan dan mentranfer ilmu kepada siswa,

khususnya konsep-konsep GLB dan GLBB yang menyenangkan dalam

kehidupan sehari-hari.

D. Tujuan Pembelajaran

1. Standar Kompetensi

Memahami gejala-gejala alam melalui pengamatan

2. Kompetensi Dasar

Menganalisis data percobaan gerak lurus beraturan dan gerak lurus

berubah beraturan serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari

3. Indikator Keberhasilan

Setelah selesai mempelajari modul ini, peserta mampu:

a) Membedakan pengertian jarak dan perpindahan.

b) Menemukan ciri Gerak Lurus Beraturan (GLB).

c) Menuliskan pengertian tiga persamaan Gerak Lurus Berubah

Beraturan (GLBB).

d) Mengaplikasikan Gerak benda jatuh bebas dan gerak vertikal

dalam kehidupan sehari-hari.

E. Materi Pokok dan Sub Materi Pokok

Materi Pokok

1. Jarak dan perpindahan.

2. Gerak Lurus Beraturan (GLB).

3. Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB).

4. Gerak benda jatuh bebas dan gerak vertikal.

Page 4: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang · PDF filemeliputi mata pelajaran fisika, bumi antariksa, biologi, dan kimia yang ... Penyusunan bahan ajar ini disusun dengan ... besaran skalar

Modul Gerak Lurus 4

Sub Materi Pokok

1.1 Menjelaskan pengertian gerak

1.2 Membedakan pengertian jarak dan perpindahan

1.3 Menghitung Kelajuan dan kecepatan rata-rata

2.1 Menjelaskan pengertian GLB.

2.2 Menjelaskan ciri GLB.

2.3 Mengamati GLB.

2.4 Menjelaskan pengertian kecepatan.

3.1 Menjelaskan pengertian gerak lurus berubah beraturan.

3.2 Menjelaskan pengertian percepatan.

3.3 Mengamati gerak lurus dipercepat beraturan.

3.4 Menyebutkan gerak lurus berubah beraturan yang biasa ditemui

dalam kehidupan sehari-hari.

4.1 Menjelaskan persamaan benda jatuh bebas

4.2 Menjelaskan persamaan gerak vertikal keatas

4.3 Menjelaskan persamaan gerak vertikal kebawah

F. Petunjuk Belajar

Baca uraian materi pada tiap-tiap kegiatan dengan baik, kerjakan

semua latihan dan tugas-tugas yang terdapat dalam modul, catatlah bagian-

bagian yang belum saudara pahami, kemudian diskusikan dengan teman-

teman saudara, lakukan percobaan sesuai prosedur ilmiah, bila saudara

belum menguasai 70% dari tiap kegiatan, maka ulangi kembali langkah-

langkah diatas dengan seksama.

Page 5: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang · PDF filemeliputi mata pelajaran fisika, bumi antariksa, biologi, dan kimia yang ... Penyusunan bahan ajar ini disusun dengan ... besaran skalar

Modul Gerak Lurus 5

BAB II

GERAK

A. Pengertian Gerak

Coba 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?

Suatu 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.

Berbeda halnya dengan peristiwa berikut, orang berlari di mesin lari

pitnes (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 duduk di 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.

Indikator keberhasilan peserta mampu memahami pengertian gerak, jarak

dan perpindahan serta memberikan contoh dalam kehidupan sehari-hari.

Page 6: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang · PDF filemeliputi mata pelajaran fisika, bumi antariksa, biologi, dan kimia yang ... Penyusunan bahan ajar ini disusun dengan ... besaran skalar

B. Jarak dan Perpindahan

Jarak dan perpindahan mempunyai pengertian yang berbeda.

Misalkan kayla berjalan ke barat sejauh 4 km dari rumahnya, kemudian

3 km ke timur. Berarti Kayla sudah berjalan menempuh jarak 7 km dari

rumahnya, sedangkan perpindahannya sejauh 1 km (Gambar 1a).

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 1b).

Contoh lain, ada seorang pejalan kaki bergerak ke utara sejauh

4 km, kemudian berbelok ke timur sejauh 3 km, lalu berhenti. Berapa

jarak yang ditempuh siswa tersebut? Berapa pula perpindahannya?

Jarak yang ditempuh siswa tersebut berarti keseluruhan lintasan yang ditempuh

yaitu 3 km + 4 km = 7 km, sedangkan perpindahannya sepanjang garis putus-

putus pada gambar 1.c dapat dihitung dengan menggunkan rumus phytagoras

yaitu : A2 = B2 + C2 jadi 5254943 22 A

(a) (b) (c)

5 km

km

Awal

4 km

Modul Gerak Lu

C. Kecepa

Is

Kecepata

besaran

besaran

gerak be

satuan w

tiap satua

rus

tan dan Kelajuan

tilah kecepatan dan kelajuan dik

n termasuk besaran vektor, se

skalar. Besaran vektor memperhit

skalar hanya memiliki besar t

nda. Kecepatan merupakan per

aktu, sedangkan kelajuan didefinisi

n waktu. Secara matematis dapat di

tanSelang

PerpinKecepa

tanSelang

JarKecepa

Gambar 1. Lintasan

enal dalam perub

dangkan kelajuan

ungkan arah gerak

anpa memperhitun

pindahan yang dit

kan sebagai jarak ya

tulis sebagai beriku

)(det

)(

ikuWakt

meterndaha

)(det

)(

ikuWakt

meterak

yang Ditempuh Pejalan Kak

6

ahan gerak.

merupakan

, sedangkan

gkan arah

empuh tiap

ng ditempuh

t.

i

Page 7: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang · PDF filemeliputi mata pelajaran fisika, bumi antariksa, biologi, dan kimia yang ... Penyusunan bahan ajar ini disusun dengan ... besaran skalar

Modul Gerak Lurus 7

Kecepatan Rata-Rata dan Kelajuan Rata-Rata

Kecepatan rata-rata a didefiniskan 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.

t

xV

Keterangan:

v = kecepatan rata-rata (m/s)

t = x akhir = perpindahan

t = perubahan waktu (s)

Kelajuan rata-rata merupakan jarak yang ditempuh tiap satuan waktu.

Secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut

t

sV

Keterangan:

v = kecepatan rata-rata (m/s )

s = jarak tempuh (m)

t = waktu tempuh (s)

Contoh :

1. Amel 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 amel !

Penyelesaian:

Kelajuan rata-rata

smvvtt

ssv /2;

414

1224;

21

21

Kecepatan rata-rata (anggap perpindahan ke timur bernilai positif,

ke barat negatif)

smtt

ss

t

sv /25,1;

8

10;

412

1424;;

21

21

Page 8: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang · PDF filemeliputi mata pelajaran fisika, bumi antariksa, biologi, dan kimia yang ... Penyusunan bahan ajar ini disusun dengan ... besaran skalar

Modul Gerak Lurus 8

D. Rangkuman

Suatu benda dikatakan bergerak jika benda itu mengalami peerubahan

kedudukan terhadap titik tertentu sebagai acuan jarak yang ditempuh

benda merupakan panjang seluruh lintasan yang dilewati. Perpindahan

adalah selisih kedudukan akhir dan kedudukan awal jarak merupakan

besaran skalar dan perpindahan termasuk besaran vektor

Kecepatan benda bergerak didepinisikan sebagai perpindahan yang

ditempuh terhadap satuan waktu. Kelajuan benda merupakan besarnya

kecepatan dan termasuk dalam besaran skalar

Suatu benda akan mengalami percepatan apabila benda tersebut

bergerak dengan kecepatan yang tidak konstan dalam selang waktu

tertentu. Percepatan dalah perubahan kecepatan tiap satuan waktu.

E. Latihan

1. Sebutkan Pengertian Gerak?

2. Jelaskan perbedaan jarak dan kelajuan?

3. Leo berlari dengan rute ACB, dari posisi A pada x1 = 2 m menuju ke

arah kanan dan sampai pada posisi x2 = 8 m di titik C, kemudian berbalik

ke posisi x3 = 7 m di titik B, jika waktu yang digunakan adalah 2 sekon,

berapakah kecepatan dan kelajuan rata-rata Leo?

Page 9: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang · PDF filemeliputi mata pelajaran fisika, bumi antariksa, biologi, dan kimia yang ... Penyusunan bahan ajar ini disusun dengan ... besaran skalar

Modul Gerak Lurus 9

BAB III

GERAK LURUS

A. Pengertian Gerak Lurus

Pernahkan 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.

Indikator Keberhasilan : peserta dapat menyebutkan ciri Gerak Lurus

Beraturan, mengamati dan menghitung kecepatan dalam Gerak Lurus

Beraturan

Page 10: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang · PDF filemeliputi mata pelajaran fisika, bumi antariksa, biologi, dan kimia yang ... Penyusunan bahan ajar ini disusun dengan ... besaran skalar

Modul Gerak Lurus 10

V(m/s)

5

0 1 2 3 4 5 t(s)

Gambar 2.:Grafik v-t untuk GLB

V(m/s)

5

0 1 2 3 4 5 t(s)

Gambar 2.1.: Menentukan jarak dengan menghitung luas

di bawah kurva

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.

Semua 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

Page 11: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang · PDF filemeliputi mata pelajaran fisika, bumi antariksa, biologi, dan kimia yang ... Penyusunan bahan ajar ini disusun dengan ... besaran skalar

Modul Gerak Lurus 11

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 . Waktu

s = v. t persamaan 1

Jika benda memiliki jarak tertentu terhadap acuan, maka:

s =s0 + v.t persamaan 2

dengan 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 m

Persamaan 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 S0 menyatakan 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).

Contoh soal:

1. Sebuah mobil bergerak kecepatan tetap 45 km/jam. Hitung jarak yang

ditempuh mobil selama 10 sekon?

Pembahasan

Page 12: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang · PDF filemeliputi mata pelajaran fisika, bumi antariksa, biologi, dan kimia yang ... Penyusunan bahan ajar ini disusun dengan ... besaran skalar

Modul Gerak Lurus 12

Diketahui : v = 40 km/jam = 45.000/3600 s = 12,5 m/s

t = 10 sekon

Ditanya : s

Jawab : s = v × t

s = 12,5 m/s x 10 sekon = 125 m

2. 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 s dan

b. 5 s

s(m)

40

24

10

6

2

0 1 2 3 t(s)

Grafik s - t

Gambar 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 mengamatinbend telah

bergerak danmenempuh jarak sejauh S0 = 2 m. Jadi untuk menyelesaikan

soal ini, kita akan menggunakan persamaan GLB untuk benda yang sudah

bergeraka sejak awal pengamatan.

Penyelesaian

Diketahui :

s0 = 2 m

v = 4 m/s

Page 13: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang · PDF filemeliputi mata pelajaran fisika, bumi antariksa, biologi, dan kimia yang ... Penyusunan bahan ajar ini disusun dengan ... besaran skalar

Modul Gerak Lurus 13

Ditanya:

Jarak yang ditempuh benda pada saat t = 2 s

Jarak yang ditempuh benda pada saat t = 5 s

Jawab:

a. s(t) = S0 + v.t

s(2s) = 2 m + (4m/s x 2s) = 10 m

b. s(t) = S0 + v.t

s(5s)= 2 m + (4 m/s . 5 s) = 40 m

3. 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 210 m.

Pembahasan

Diketahui : kecepatan mobil A = VA = 20 m/s

kecepatan mobil B = VB = 10 m/s

jarak mobil A dan B = 210 m

Ditanyakan : tA (waktu mobil A berpapasan dengan mobil B)

sA (jarak tempuh mobil A ketika berpapasan dengan mobil B)

Jawab : sA + sB = Jarak ketika mobil A berpapasan dengan mobil

B

vA t + vB t = 210 m 20 t + 10 t = 210 m

30 t = 210 → t = 210 = 7 s

t = 7 sekon setelah mobil A berjalan sA = vA t = 20 . 7 = 140 m

Jadi, mobil A berpapasan dengan mobil B setelah 7 sekon dan

berjalan 140 m.

Page 14: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang · PDF filemeliputi mata pelajaran fisika, bumi antariksa, biologi, dan kimia yang ... Penyusunan bahan ajar ini disusun dengan ... besaran skalar

Modul Gerak Lurus 14

C. Ticker Timer

Ticker Timer atau mengetik waktu biasa digunakan di

laboratorium fisika untuk menyelidiki gerak suatu bena (gambar.3). pita

ketik pada ticker timer merekam lintasan benda yang bergerak misalnya

mobil manan bertenaga baterai, berupa serangkaian titik-titik hitam

disebut dot pada pita tersebut, jarak antara dot tersebut menggambarkan

kecepatan gerak benda, selain itu pita ticker juga dapat menunju apakah

gerak suatu benda itu dipercepat, diperlambat atau justru bergerak dengan

kecepatan tetap. Berikut ini percobaan laboratorium dengan

menggunakan ticker timer.

I. Tujuan

Anda dapat menyelidiki gerak lurus beraturan (GLB) suatu benda

dengan pewaktu ketik (ticker timer).

II. Alat dan Bahan

1. Pewaktu ketik

2. Mobil-mobilan

3. Gunting

4. Papan kayu

Gambar 3

III. Langkah Kerja

1. Buatlah sebuah landasan miring dengan mengganja l sa lah

satu ujung papan dengan menggunakan batu bata (perhatikan

gambar di samping)!

2. Aturlah kemiringan landasan sedemikian rupa sehingga saat

mobil-mobilan diletakkan di puncak landasan tepat meluncur ke

bawah (jika mobil-mobilan meluncur makin lama makin cepat,

maka kemiringan landasan harus dikurangi)!

3. Hubungkan pewaktu ketik dengan mobil-mobilan dan biarkan

bergerak menuruni landasan sambil menarik pita ketik!

4. Guntinglah pita yang ditarik oleh mobil-mobilan, hanya ketika

Page 15: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang · PDF filemeliputi mata pelajaran fisika, bumi antariksa, biologi, dan kimia yang ... Penyusunan bahan ajar ini disusun dengan ... besaran skalar

Modul Gerak Lurus 15

mobil-mobilan bergerak pada landasan miring!

5. Bagilah pita menjadi beberapa bagian, dengan setiap bagian terdiri

atas 10 titik/ketikan!

6. Tempelkan setiap potongan pita secara berurutan ke samping!

7. Amati diagram yang Anda peroleh dari tempelan-tempelan pita

tadi, kemudian tulislah karakteristik O dari gerak lurus

beraturan!

Pada kegiatan di atas Anda memperoleh diagram batang yang sama

panjang. Hal itu berarti kecepatan potongan adalah sama. Jadi,

dapat Anda nyatakan bahwa dalam GLB, kecepatan benda

adalah tetap.

Bagaimanakah bentuk grafik kedudukan terhadap waktu pada GLB?

Potonglah pita pada kegiatan di atas dengan setiap bagian terdiri

atas 5 titik, 10 titik, 15 titik, dan seterusnya. Susunlah potongan-

potongan tersebut sehingga akan Anda peroleh gambar grafik

seperti Gambar 3.2.

v

t

Ganbar 3.1

Gambar 3.2

Page 16: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang · PDF filemeliputi mata pelajaran fisika, bumi antariksa, biologi, dan kimia yang ... Penyusunan bahan ajar ini disusun dengan ... besaran skalar

Modul Gerak Lurus 16

V(m/s)

8

0 1 2 3 4 5 t(s)

D. Rangkuman

- Gerak lurus beraturan (GLB) 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).

- Dimana hubungan jarak terhadap waktu adalah sebagai berikut :

Jarak = Kelajuan . Waktu

s = v. t persamaan 1

Jika benda memiliki jarak tertentu terhadap acuan, maka:

s =s0 + v.t persamaan 2

dengan S0 = kedudukan benda pada t = 0 (kedudukan awal)

E. Evaluasi

1. Apakah yang dimaksud dengan Gerak Lurus Beraturan?

2. Berdasarkan grafik berikut berapakah jarak yang ditempuh dalam

waktu 10s.

Page 17: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang · PDF filemeliputi mata pelajaran fisika, bumi antariksa, biologi, dan kimia yang ... Penyusunan bahan ajar ini disusun dengan ... besaran skalar

Modul Gerak Lurus 17

BAB IV

GERAK LURUS BERUBAH BERATURAN (GLBB)

A. Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

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.

Contoh sehari-hari GLBB dipercepat adalah peristiwa jatuh bebas,

benda jatuh dari ketinggian tertentu di atas, semakin lama benda bergerak

semakin cepat. Kita mengendarai sepeda motor atau mobil.

Coba kamu perhatikan apabila sebuah sepeda motor bergerak

menuruni sebuah bukit, bagaimanakah kecepatannya? Tentu saja

kecepatannya semakin bertambah besar. 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.

Hubungan antara besar kecepatan (v) dengan waktu (t) pada gerak

lurus berubah beraturan (GLBB) ditunjukkan pada grafik di bawah ini.

Indikator Keberhasilan : Setelah mempelajari materi ini peserta dapat

menjelaskan pengertian, mengamati dan menghitung percepatan Gerak

Lurus Berubah Beraturan.

Page 18: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang · PDF filemeliputi mata pelajaran fisika, bumi antariksa, biologi, dan kimia yang ... Penyusunan bahan ajar ini disusun dengan ... besaran skalar

Modul Gerak Lurus 18

v(m/s)

vt

v0

0 t (s)

Gambar 4 : Grafik v-t untuk GLBB dipercepat

Besar Percepatan benda,

=Δ୴

Δ୲=௩ଶ௩ଵ

௧ଶ௧ଵpersamaan 1

Dalam hal ini,

v1 = v0

v2 = vt

t1 = 0

t2 = t

Sehingga,

a=௩ଵ௩

௧atau a.t = vt – v0

di dapat vt = v0 + a.t (persamaan GLBB)

Dimana v0 = Kecepatan Awal (m/s)

vt = Kecepatan Akhir (m/s)

a = Percepatan (m/s2)

t = selang waktu (s)

perhatikan bahwa selang waktu t (kita beri simbol (t), kecepatan benda

berubah dari v0 menjadi vt sehingga kecepatan rata-rata benda dapat

dituliskan :

=�ݒ୴�ା�୴୲

ଶpersamaan 4

Karena vt = (v0 + a.t) maka

=�ݒv0 + v0 + a. t

2., =�ݒ

2v0 + a. t

2

Kita tahu bahwa kecepatan rata-rata, maka :

=�ݒݏ

t, ��

ݏ

t=

0ݒ�2

2+

ݐ.

2

Page 19: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang · PDF filemeliputi mata pelajaran fisika, bumi antariksa, biologi, dan kimia yang ... Penyusunan bahan ajar ini disusun dengan ... besaran skalar

Modul Gerak Lurus 19

Atau

=�ݏ +ݐ.0ݒ��ଵ

ଶଶݐ. persamaan jarak GLBB

Keterangan :

s = jarak yang ditempuh (m)

v0 = Kecepatan Awal (m/s)

a = percepatan (m/s2)

t = Selang waktu (s)

Bila dua persamaan GLBB di atas kita gabungkan, maka kita akan dapat

persamaan GLBB yang ketiga.

=�ݏ ݐ.0ݒ��

Dimana =�ݏ௩ଵା௩

ଶ.௩ଵ௩

=�ݏ−1ଶݒ 0ଶݒ

2

2as = vt2- v2

Jadi, vt2 = v02 + 2 as Persamaan kecepatan sebagai fungsi jarak

Contoh :

1) Benda yang semula diam kemudian didorong sehingga bergerak dengan

percepatan tetap 4 m/s2. Berapakah besar kecepatan benda tersebut setelah

bergerak 6 s?

Penyelesaian :

Diketahui : v0 = 0

a = 4 m/s

t = 6 s

Ditanyakan : vt = ?

Jawab : vt = v0 + a.t

= 0 + 4 m/s2 . 6s

= 24 m/s

Page 20: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang · PDF filemeliputi mata pelajaran fisika, bumi antariksa, biologi, dan kimia yang ... Penyusunan bahan ajar ini disusun dengan ... besaran skalar

Modul Gerak Lurus 20

2) Mobil yang semula bergerak lurus dengan kecepatan 6 m/s berubah menjadi

12 m/s dalam waktu 6 s. Bila mobil itu mengalami percepatan tetap,

berapakah jarak yang ditempuh dalam selang waktu 5 s itu ?

Penyelesaian :

Diketahui : v0 = 6 m/s

Vt = 12 m/s

t = 5 s

Ditanya : S = ?

Jawab:

Untuk menyelesaikan soal ini kita harus mencari persamaan percepatanannya

dulu

Vt = V0 + a.t

12 = 6 m/s + a . 5 s

12 – 6 = 5as

a = 6/5, a = 1,2 m/s2

setelah dapat percepatan a, maka dapat dihitung jarak yang ditempuh mobil

dalam waktu 5 s;

s = v0.t + ½ a. t2

s = 6 m/s. 5 s + ½ 1,2 m/s2 . 5s 2 s = 30 m + 15 m s = 45 m

3. Mobil yang bergerak GLBB diawali oleh grafik v – t seperti pada gambar

dibawah ini.

v

30

0 1 2 3 4 5 6 t

gravik v -t

Berapa jarak total yang ditempuh oleh mobil itu? Soal sepertin ini agak

berbeda dengan soal-soal sebelumnya. Oleh karenanya sebelum menjawab

Page 21: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang · PDF filemeliputi mata pelajaran fisika, bumi antariksa, biologi, dan kimia yang ... Penyusunan bahan ajar ini disusun dengan ... besaran skalar

Modul Gerak Lurus 21

pertanyaan diatas, ada baiknya saudara perhatikan penjelasan berikut ini, dari

grafik tersebut tampak selama perjalanannya, mobil mengalami 2 macam

gerakan. 4 sekon pertama dari 0 – 4 pada sumbu t, mobil bergerak dengan

kecepatan tetap, yakni 30 m/s. Ini berarti mobil mengalami GLB. Dua sekon

berikutnya dari 4 - 6 mobil mengalami perlambatan, mula-mula bergerak

dengan kecepatan awal 30 m/s kemudian berhenti. Artinya mobil mengalami

GLBB diperlambat. Jarak total yang ditempuh mobil dapat dihitung dengan

menggunakan 2 cara sebagai berikut :

Cara 1

Jarak yang ditempuh selama 4 sekon pertama (GLB)

Diketahui :

v = 30 m/s

t = 4 s

s1 = v . t

= 30 m/s x 4 s

= 120 m

Jarak yang ditempuh selama 2 sekon berikutnya (GLBB)

Diketahui :

V0 = 30 m/s

Vt = 0

t = 2 s

karena mobil yang semula bergerak kemudian berhenti, maka mobil

mengalami percepatan negatif yang kita sebut perlambatan. Besar

perlambatannya kita hitung dengan menggunakan persamaan GLBB pertama,

yaitu :

vt = v0 + a. t

vt = 30 m/s + a. 2 s

2a s = -30 m/s

a = - 30/2 = - 15 m/s2

Jarak yang ditempuh mobil selama 2 sekon terakhir kita hitung dengan

menggunakan persamaan GLBB kedua,

Page 22: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang · PDF filemeliputi mata pelajaran fisika, bumi antariksa, biologi, dan kimia yang ... Penyusunan bahan ajar ini disusun dengan ... besaran skalar

Modul Gerak Lurus 22

S2 = v0.t + ½ a. t2

= 30 x 2 + ½ (-15). 22

= 60 – 30 = 30 m

Jarak total yang ditempuh mobil :

S = s1 +s2

S = 120 m + 30 m = 150 m

Cara 2

Jarak total yang ditempuh mobil dapat ditemukan dengan cara menghitung

daerah di bawah kurva grafik. Bila saudara perhatikan grafik di atas

berbentuk trapesium dengan tinggi 30 m/s dan panjang sisi-sisi sejajar 3 m

dan 5 m. Nah, jarak total yang ditempuh mobil sama dengan luas trapesium

itu. Jadi jarak total = luas trapesium

S = 30 (3 +5) x ½

S = 30 x 8 x ½ S = 120 m

B. Rangkuman

Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) adalah Gerak benda dalam lintasan

garis lurus dengan percepatan tetap.

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.

Gerak dipercepat adalah gerak benda yang kecepatannya bertambah dalam

satu waktu

Gerakdiperlambat adalah gerak suatu benda yang kecepatannya berkurang

Persamaan GLBB pada lintasan datar, berlaku :

vt = v0 + a.t

=�ݏ +ݐ.0ݒ��ଵ

ଶଶݐ.

vt2 = v02 + 2 as

Page 23: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang · PDF filemeliputi mata pelajaran fisika, bumi antariksa, biologi, dan kimia yang ... Penyusunan bahan ajar ini disusun dengan ... besaran skalar

Modul Gerak Lurus 23

C. Evaluasi

1. Tulislah pengertian gerak lurus berubah beraturan?

2. Tulislah tiga persamaan penting dalam gerak lurus berubah beraturan?

3. Fatah mengendarai motor kemudian dipercepat dalam waktu 8 s,

kecepatannya bertambah dari 10 m/s menjadi 15 m/s. Berapakah jarak

yang ditempuh selama 20 s?

Page 24: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang · PDF filemeliputi mata pelajaran fisika, bumi antariksa, biologi, dan kimia yang ... Penyusunan bahan ajar ini disusun dengan ... besaran skalar

Modul Gerak Lurus 24

BAB V

GERAK JATUH BEBAS DAN GERAK VERTIKAL

A. Gerak Jatuh Bebas

Bila dua buah bola yang berbeda beratnya di jatuhkan tanpa kecepatan

dari ketinggian yang sama dalam waktu yang sama, bola manakah yang

sampai ditanah duluan? Peristiwa tersebut dalam fisika disebut sebagai benda

jatuh bebas karena pengaruh gaya gravitasi bumi. Gerak lurus berubah

beraturan pada lintasan vertikal. Cirinya adalah benda jatuh tanpa kecepatan

awal (v0 = nol) semakin ke bawah gerak benda semakin cepat

Percepatan yang dialami oleh setiap benda jatuh bebas selalu sama,

yakni sama dengan percepatan gravitasi bumi. Dimana percepatan gravitasi

bumi itu besarnya g = 9,8 m/s2 dan sering dibulatkan menjadi 10 m/s2

Pada jatuh bebas ketiga persamaan GLBB dipercepat yang kita

bicarakan pada kegiatan sebelumnya tetap berlaku, hanya saja v0 kita

hilangkan dari persamaan karena harganya nol dan lambang s pada

persamaan tersebut kita ganti dengan h yang menyatakan ketinggian dan a

kita ganti dengan g.

t = 0 v = 0

a = g

h = s

Gambar 5. Benda jatuh bebas mengalami percepatan yang bearnya sama

dengan percepatan gravitasi.

Indikator Keberhasilan : Peserta diharapkan dapat menghitung kecepatan

gerak jatuh bebas dan vertikal serta melakukan percobaan contoh GLBB

dalam kehidupan sehari-hari

Page 25: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang · PDF filemeliputi mata pelajaran fisika, bumi antariksa, biologi, dan kimia yang ... Penyusunan bahan ajar ini disusun dengan ... besaran skalar

Modul Gerak Lurus 25

Jadi, ketiga persamaan itu sekarang adalah:

ghv

tgh

tgv

t

t

2.3

.2

1.2

..1

2

persamaan-persamaan gerak jatuh bebas

Keterangan :

g = perceptan gravitasi (m/s2)

h = ketinggian benda (m)

t = waktu (s)

vt = kecepatan pada saat t (m/s)

perhatikan persamaan jatuh bebas yang ke 2.2

1.2 tgh , bila ruas kiri dan

kanan sama-sama kita kallikan dengan 2, kita dapat 2h = 2 g.t2

atau .22

g

ht

g

ht

2 persamaan waktu jatuh benda jatuh bebas

dari persamaan tersebut, terlihat bahwa waktu jatuh benda bebas hanya di

pengaruhi oleh dua faktor ayitu h = ketinggian, dan g = percepatan gravitasi

bumi

contoh soal :

1. Dari salah satu bagian gedung yang tingginya 25 m, dua buah batu

dijatuhkan secara berurutan. Massa kedua batu masing-masing ½ kg dan 5 kg.

Bila kecepatan gravitasi bumi di tempat itu g = 10 m/s2, tentukan waktu jatuh

untuk kedua batu itu (abaikan gesekan udara)

Penyelesaian

Diketahui :

h1 = h2 = 32 m

m1 = 0,5 kg

m2 = 5 kg

g = 10 m2

Ditanyakan: t1 = 0 dan t2 =0

Page 26: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang · PDF filemeliputi mata pelajaran fisika, bumi antariksa, biologi, dan kimia yang ... Penyusunan bahan ajar ini disusun dengan ... besaran skalar

Modul Gerak Lurus 26

Jawab.

Karena gesekan di udara diabaikan (umumnya memang demikian), maka

gerak kedua batu memenuhi persamaan waktu jatuh benda jatuh bebas. Untuk

batu pertama,

g

ht

2

10

45.2t

10

90t = 9 = 3

Untuk batu ke dua

g

ht

2

H1=h2=20 m, sehingga t2=t1=3 sekon

Jadi, benda yang jatuh bebas dari ketinggian yang sama di tempat yang sama

= percepatan gravitasinya sama akan jatuh dalam waktu yang sama.

B. Gerak Vertikal Keatas

v = 0 v

v

t = 0

(Grafik v – t) t

Lemparkan bola vertikal keatas, amati gerakannya. Bagaimana kecepatan

bola dari waktu ke waktu? Selama bola bergerak keatas, gerakan bola

melawan gaya gravitasi yang menariknya ke bumi. Akhirnya bola

diperlambat, setelah mencapai tinggi tertentu yang disebut tinggi maksimum,

bola tidak dapat naik lagi, pada saat ini kecepatan bola nol. Oleh karena

tarikan gaya gravitasi bumi tak pernah berhenti bekerja pada bola,

Page 27: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang · PDF filemeliputi mata pelajaran fisika, bumi antariksa, biologi, dan kimia yang ... Penyusunan bahan ajar ini disusun dengan ... besaran skalar

Modul Gerak Lurus 27

menyebabkan bola bergerak turun. Pada saat ini bola mengalami jatuh bebas,

bergerak turun dipercepat

Jadi bola mengalami dua fase gerakan. Saat bergerak ke atas bola bergerak

GLBB diperlambat (a = g) dengan kecepatan awal tertentu lalu setelah

mencapai tinggi maksimum bola jatuh bebas yang merupakan GLBB

dipercepat dengan kecepatan awal nol. Dalam hal ini berlaku persamaan-

persamaan GLBB yang telah kita pelajari pada kegiatan sebelumnya. Pada

saat benda bergerak naik berlaku persamaan :

vt = v0 - g.t

h = v0.t – ½ gt2

vt2= v0

2 – 2 gh

dimana :

v0 = Kecepatan Awal (m/s)

g = Percepatan gravitasi (m/s2)

t = waktu (s)

vt = kecepatan akhir (m/s)

h = ketinggian (m)

sedangkan pada saat jatuh bebas berlaku persamaan-persamaan gerak jatuh

bebas yang sudah kita pelajari pada kegiatan sebelumnya.

Contoh soal:

1. Sebuah bola dilemparkan vertikal ke atas dengan kecepatan awal 40 m/s (g

= 10 m/s2)

Hitunglah :

a) Waktu yang dibutuhkan bola untuk sampai ke titik tertinggi

b) Tinggi maskimum yang dicapai bola

c) Waktu total bola berada di udara

Penyelesaian

Diketahui : v0 = 40 m/s

g = 10 m/s

Ditanya:

a) t = ?

Page 28: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang · PDF filemeliputi mata pelajaran fisika, bumi antariksa, biologi, dan kimia yang ... Penyusunan bahan ajar ini disusun dengan ... besaran skalar

Modul Gerak Lurus 28

b) h = ?

c) t di udara?

Jawaban

a) Bola mencapai titik maksimum pada saat vt = 0, selanjutnya kita gunakan

persamaan pertama gerak vertikal ke atas,

vt = v0 - g.t

0 = 40 m/s – 10 m/s2 . t

10 m/s2 .t = 40 m/s

= 40/10

= 4 s

b) Tinggi maksimum bola,

h = v0.t – ½ gt2

= 40 . 4 – ½ 10. 42

= 160 – 80

= 80 m

c) Waktu total di sini maksudnya waktu yang dibutuhkan oleh bola sejak

dilemparkan ke atas sampai jatuh kembali ke tanah. Terdiri dari waktu

mencapai tinggi maksimum (jawaban pertanyaan a) dan waktu untuk jatuh

bebas yang akan kami hitung sekarang.

g

ht

2

10

80.2t

10

160t 16t t = 4 s

jadi waktu total benda yang bergerak vertikal ke atas lalu jatuh kembali

adalah 8 s, sama dengan dua kali waktu capai tinggi maksimum.

Eksperimen Laboratory

Water Roket

Water roket bisa digunakan di laboratorium fisika untuk

menyelidiki gerak suatu benda vertikal keatas, jika percobaan sederhana

ini dapat menjawab sebuah prinsip gerak vertikal keatas, selain itu

Page 29: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang · PDF filemeliputi mata pelajaran fisika, bumi antariksa, biologi, dan kimia yang ... Penyusunan bahan ajar ini disusun dengan ... besaran skalar

Modul Gerak Lurus 29

percobaan ini menggunkan bahan dari sisa-sisa rumah tangga, selain itu

water roket ini juga dapat menunjukan apakah gerak suatu benda itu

dipercepat, diperlambat atau justru bergerak dengan kecepatan tetap.

Berikut ini percobaan laboratorium dengan menggunakan bahan dari

limbah rumah tangga.

I. Tujuan

Anda dapat menyelidiki gerak vertikal keatas (GLBB) suatu benda

dengan alat sederhana.

II. Alat dan Bahan

1. Pompa Angin

2. Tabung berdiameter 3 cm

3. Botol plastik bekas / happydent

4. Selang

5. Cuter / gunting

6. Pentil sepeda

7. Air

8. Spidol dan karton

9. Stop wacth

III. Langkah Kerja

1. Siapkan botol bekas, kemudian lubangi tengah-tengahnya

oleh cuter/gunting

2. Botol plastik yang sudah di lubangi tengah-tengahnya biberi pentil

sepeda

3. Botol yang telah diberi pentil kemudian hubungkan dengan

selang.

4. Masukan pompa angin ke selang yang menghubungkan dengan botol

plastik

5. Botol plastik di isi air, dimana botol ini sebagai dudukan pelontar.Tutup

atas sebagai roketnya

6. Setelah suatu rangkaian percobaan sebagai mana pada gambar berikut,

Page 30: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang · PDF filemeliputi mata pelajaran fisika, bumi antariksa, biologi, dan kimia yang ... Penyusunan bahan ajar ini disusun dengan ... besaran skalar

Modul Gerak Lurus 30

Pompa beberapa kali, jangan lupa stop wacth harus di aktifkan ketika

tutup botol terlepas.

7. Isilah tabel pengamatan berikut:

Kecepatan Awal Kecepatan Akhir Ketinggian Waktu

C. Gerak Vertikal Kebawah

Berbeda dengan jatuh bebas, gerak vertikal ke bawah yang dimaksud adalah

gerak benda-benda yang dilemparkan vertikal ke bawah dengan kecepatan

awal tertentu. Jadi seperti gerak vertikal keatas hanya saja arahnya ke bawah,

sehingga persamaan-persamaannya pada gerak vertikal ke atas, kecuali tanda

negatif pada persamaan-persamaan gerak vertikal ke atas diganti dengan

tanda positif. Sebab gerak vertikal ke bawah adalah GLBB yang dipercepat

dengan percepatan yang sama untuk setiap benda yakni g.

Jadi persamaannya,

vt = v0 + g.t

h = v0.t + ½ gt2

vt2= v0

2 + 2 gh

Contoh soal:

1) Sebuah bola dilemparkan vertikal dengan kecepatan 10 m/s dari atas

bagunan bertingkat (g = 10 m/s2). Bila tinggi bangunan itu 40 m,

hitunglah:

a) Kecepatan benda 2 s setelah dilemparkan

b) Waktu untuk mencapai tanah

c) Kecepatan benda saat sampai di tanah

Penyelesaian

a) Kecepatan benda 2 s setelah dilemparkan :

vt = v0 + g.t

= 10 + 10 . 2

= 10 + 20 = 25 m/s

Page 31: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang · PDF filemeliputi mata pelajaran fisika, bumi antariksa, biologi, dan kimia yang ... Penyusunan bahan ajar ini disusun dengan ... besaran skalar

Modul Gerak Lurus 31

b) Waktu untuk mencapai tanah

h = v0.t + ½ gt2

40 =10t +1/2 10 t2

40 = 10 t + 5t2

Bila ruas kiri dan kanan sama-sama dibagi 5, maka:

8 = 2 t + t2 atau, t2 + 2 t – 8 = 0

(t +4) (t – 2) = 0

t1 = -4 dan t2 = +2

kita ambil t = t2 = 2 s (sebab tidak ada waktu berharga negatif). Jadi waktu

untuk mencapai tanah = 2 s

c) Kecepatan benda sampai tanah

vt = v0 + gt

= 10 + 10.2

= 30 m/s

Dapat juga dengan cara lain

vt2= v0

2 + 2 gh

= 10 2 + 2 10 . 40

= 100 + 800

= 900

v = √900 = 30

bila di cermati gerak vertikal ke bawah ini sama dengan gerak GLBB pada

arah mendatar.

D. Rangkuman

Gerak jatuh bebas dipengaaruhi oleh ketinggian dan gaya gravitasi

Persamaan untuk gerak jatuh bebas adalah

ghv

tgh

tgv

t

t

2.3

.2

1.2

..1

2

Page 32: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang · PDF filemeliputi mata pelajaran fisika, bumi antariksa, biologi, dan kimia yang ... Penyusunan bahan ajar ini disusun dengan ... besaran skalar

Modul Gerak Lurus 32

Gerak vertikal ke atas, persamaan pada saat benda naik ke atas :

vt = v0 - g.t

h = v0.t – ½ gt2

vt2= v0

2 – 2 gh

Gerak vertikal ke bawah, persamaan yang berlaku:

vt = v0 + g.t

h = v0.t + ½ gt2

vt2= v0

2 + 2 gh

E. Evaluasi

1. Sebutkan 2 faktor yang dapat dipengaruhi waktu jatuh benda pada

gerak jatuh bebas?

2. Melalui sebuah alat sederhan pelontar roket air, sebuah miniatur roket

dilemparkan keatas dengan kecepatan awal 30 m/s (g =10 m/s2)

Hitunglah:

a) Waktu yang dibutuhkan miniatur roket untuk sampai ke titik

tertinggi

b) Tinggi maksimum yang dicapai miniatur roket

c) Waktu total miiatur roket berada diudara

3. Sebuah Bola yang dijatuhkan dari atas menara sampai ke tanah

dengan kecepatan 40 m/s (g 10 m/s2), berapa lama bola diudara?

Page 33: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang · PDF filemeliputi mata pelajaran fisika, bumi antariksa, biologi, dan kimia yang ... Penyusunan bahan ajar ini disusun dengan ... besaran skalar

Modul Gerak Lurus 33

BAB VI

PENUTUP

A. Kesimpulan

Gerak adalah perubahan kedudukan benda dari titik acauan yang satu ke

titikacuan berikutnya yang ditempuh benda merupakan panjang seluruh

lintasan yang dilewati. Perpindahan adalah selisih kedudukan akhir dan

kedudukan awal.

Jarak merupakan besaran skalar dan perpindahan termasuk besaran

vektor

Kecepatan benda bergerak didefinisikan sebagai perpindahan yang

ditempuh terhadap satuan waktu. Kelajuan benda merupakan besarnya

kecepatan dan termasuk dalam besaran skalar.

Percepatan adalah perubahan kecepatan tiap satuan waktu.

Gerak lurus beraturan (GLB) 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).

Dimana hubungan jarak terhadap waktu adalah sebagai berikut :

Jarak = Kelajuan . Waktu

s = v. t

Jika benda memiliki jarak tertentu terhadap acuan, maka:

s =s0 + v.t

Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) adalah Gerak benda dalam

lintasan garis lurus dengan percepatan tetap.

Ciri umum GLBB adalah bahwa dari waktu ke waktu kecepatan benda

berubah.

Gerak dipercepat adalah gerak benda yang kecepatannya bertambah dalam

satu waktu

Gerakdiperlambat adalah gerak suatu benda yang kecepatannya berkurang

dalam satu waktu

Page 34: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang · PDF filemeliputi mata pelajaran fisika, bumi antariksa, biologi, dan kimia yang ... Penyusunan bahan ajar ini disusun dengan ... besaran skalar

Modul Gerak Lurus 34

Persamaan GLBB pada lintasan datar, berlaku :

vt = v0 + a.t

=�ݏ +ݐ.0ݒ��ଵ

ଶଶݐ.

vt2 = v02 + 2 as

Persamaan-persamaan gerak jatuh bebas

ghv

tgh

tgv

t

t

2.3

.2

1.2

..1

2

Gerak vertikal ke atas, persamaan pada saat benda naik ke atas :

vt = v0 - g.t

h = v0.t – ½ gt2

vt2= v0

2 – 2 gh

Gerak vertikal ke bawah, persamaan yang berlaku:

vt = v0 + g.t

h = v0.t + ½ gt2

vt2= v0

2 + 2 gh

B. Tindak Lanjut

Sebagai suatu tindak lanjut dari pembelajaran dalam modul ini,

saudara diharapkan untuk mencari rujukan yang sesuai dengan materi dalam

modul dan membaca beberapa sumber yang terkait yang terdapat di

perpustakaan pada balai diklat, maupun dalam media elektronik.

Dalam proses pembelajaran perlu adanya dukungan yang nyata dari

lembaga supaya para guru meningkatkan kemampuannya dalam menguasai

materi yang akan diajarkan ke peserta didik di sekolah dengan dan membaca

buku penunjang ke arah pencerahan

Dalam implementasi di lapangan guru mampu mengembangkan dan

menemukan hal yang baru berkenaan dengan praktikum memanfaatkan

barang yang tidak terpakai menjadikan media pembelajaran yang

menyenangkan.

Page 35: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang · PDF filemeliputi mata pelajaran fisika, bumi antariksa, biologi, dan kimia yang ... Penyusunan bahan ajar ini disusun dengan ... besaran skalar

Modul Gerak Lurus 35

DAFTAR PUSTAKA

Modul Diklat Rumpun Bidang Pendidikan dan Akademik, 2008. Pendalaman

Materi Mata Pelajaran Fisika (kinematika Gerak Lurus). Jakarta,

Departemen Agama RI Badan Litbang dan Diklat Pusdiklat Tenaga

Teknis Keagamaan.

Wasis, 2008. Ilmu Pengetahuan Alam I : SMP/MTs Kelas VII. Jakarta, Pusat

Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.

Nurahmandani, Setya, 2009. Fisika 1. Jakarta, Pusat Perbukuan, Departemen

Pendidikan Nasional.

Page 36: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang · PDF filemeliputi mata pelajaran fisika, bumi antariksa, biologi, dan kimia yang ... Penyusunan bahan ajar ini disusun dengan ... besaran skalar

Modul Gerak Lurus 36

BIODATA

Saeful Nurdin Lahir Di Bekasi pada tanggal 25

Februari 1982, menikah dengan Neneng Masnuroh,

S.Pd.I di Bogor. Alhamdulillah sekarang sudah di

karuniai seorang anak yang bernama Putri Kayla el-

Nurudin berusia 2 bulan.

Pendidikan yang pernah dikecam diantaranya SDN

Dewi Sartika, SMPN Lemahabang, dan SMAN 1

Cikarang di Kabupaten Bekasi. Kemudian

melanjutkan ke IAIN Sunan Gunung Djati Bandung pada tahun 2000. Penulis

pernah aktif di Himpunan Mahasiswa Pendidikan Fisika tepatnya di Dewan

Legislatif Mahasiswa sebagai sekretaris, tahun 2003-2006 sempat aktif di Gerakan

Pramuka Kwartir Ranting sebagai ketua dewan kerja bertempat di Kecamatan

Cibiru. Selain itu sampai sekarang masih aktif di Alumni Gerakan Pramuka UIN

Sunan Gunung Djati Bandung sebagai anggota. Pengalaman mengajar pada

Sekolah Menengah Pertama Bandung Institut dari tahun 2004 – 2006, kemudian

tahun 2006-2007 beralih ke Sekolah Dasar Islam Al-jannah Islamic Fullday

School di Cibubur Jakarta Timur, tahun berikutnya beralih lagi ke Bandung

Tepatnya ke Sekolah Dasar Sains Al-Biruni. Baru di tahun 2008 masuk kerja di

Balai Diklat Keagamaan Bandung sampai sekarang sebagai Staf Pegawai Di

Diklat Teknis Keagamaan. Penulis pernah menjadi editor buku aqidah akhlak MI

kelas 1-3.