Makalah tentang Kinematika Gerak

KATA PENGANTAR

 

          Puji syukur kami panjatkan atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, yang telah memberikan rahmat dan hidayahNya, serta shalawat dan salam  tetap tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAW, atas  terselesainya tugas kelompok kami yang berjudul “Gerak”, dan tak lupa berterima kasih kepada guru Fisika kami yang telah membimbing kami.

            Disini kami akan  menjelaskan tentang pengertian gerak dan jenis-jenis gerak dan mak lurusenjelaskan salah satu jenis gerak yaitu ger.

          Kami menyadari bahwa penyusunan makalah ini jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu kritik maupun saran dari pembaca sangat dibutuhkan dan semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi pembaca sekalian.

 

 

 

Nurfirsta Idrus

Ternate, 07 Oktober 2013

 

 

v


PENDAHULUAN

 

 

A. Latar Belakang

 

       Gerak dalam kehidupan sehari-hari kita pernah mendengar dan melakukan gerak namun disini akan dijelaskan apa itu gerak dan jenis-jenis gerak.

       Di dalam gerak juga kita kenal dengan Kinematika gerak. Kinematika gerak inilah yang akan kita pelajari bersama antara lain Gerak Lurus yang terbagi dua yaitu Gerak Lurus Beraturan (GLB) dan Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

        Secara jelas dapat kita lihat pada makalah ini.

 

B. Tujuan

 

Tujuan penulisan makalah ini tidak lain untuk:

1. Memenuhi salah satu tugas kelompok kami.

2. Mengetahui gerak-gerak dalam ilmu fisika

3. Dapat membedakan GLB dan GLBB

4. Dapat megetahui rumus dari GLB dan GLBB

 

C. Rumusan Masalah

 

Berdasarkan materi kami, dapat kami uraikan rumusan masalah sebagai berikut.

1. Apa itu Gerak?

2. Sebutkan jenis-jenis gerak?

3. Apa perbedaan GLB dan GLBB?

4. Apa saja rumus-rumus dari GLB dan GLBB?

 

x

DAFTAR ISI

 

 

Kata Pengantar …………………………………………………………………………………………….  v

Daftar Isi ……………………………………………………………………………………………………… vii

 

BAB I (Pendahuluan)

  1. Latar Belakang …………………………………………………………………………………. x
  2. Tujuan ………………………………………………………………………………………………. x
  3. Rumusan Masalah ……………………………………………………………………………. x

 

BAB II (Pembahasan)

  1. Pengertian Gerak ……………………………………………………………………………..  1
  2. Pembagian Gerak …………………………………………………………………………….. 1
  3. Jenis/ Macam Gerak …………………………………………………………………………  1
    1. Gerak Semu …………………………………………………………………………………  1
    2.  Gerak Ganda ………………………………………………………………………………. 2
    3. Gerak Lurus ………………………………………………………………………………..  2
      1. Rumus ……………………………………………………………………………………  3
      2. Contoh Soal ……………………………………………………………………………  6
      3. Gerak Melingkar …………………………………………………………………………  7
        1. Rumus ……………………………………………………………………………………  8
        2. Contoh Soal ……………………………………………………………………………  9
      4. Gerak Jatuh Bebas ……………………………………………………………………… 10
        1. Rumus …………………………………………………………………………………… 10
        2. Contoh Soal …………………………………………………………………………… 11

 

BAB III (Penutup)

  1. Saran ………………………………………………………………………………………………..  12
  2. Kesimpulan ………………………………………………………………………………………  12

 

Daftar Pustaka …………………………………………………………………………………………….  13

 

 

vii

x

 

PEMBAHASAN

GERAK

A.Pengertian Gerak

 Gerak adalah sebuah kata yang umum digunakan dalam kehidupan sehari-hari, contoh kalimat : ” mobil itu bergerak dari arah selatan ke arah utara”, “Ketika kita berjalan pasti kita disebut bergerak”. suatu perubahan tempat kedudukan pada suatu benda dari titik keseimbangan awal. Sebuah benda dikatakan bergerak jika benda itu berpindah kedudukan terhadap benda lainnya baik perubahan kedudukan yang menjauhi maupun yang mendekati.Nah dalam ilmu Fisika pengertian gerak yah kira-kira sama atau boleh didefinisikan bahwa gerak adalah :

 “Suatu momen atau kejadian dimana suatu benda atau apapun yang mengalami perpindahan dari suatu tempat ketempat yang lain”. Jadi suatu benda dapat dikatakan bergerak bila dia berubah dari posisi semula dia berada ke posisi saat ini.

B. Pembagian Gerak

1.Berdasarkan lintasannya gerak dibagi menjadi 7

 

a.       Gerak semu atau relative

b.      Gerak  ganda

c.       Gerak lurus

d.      Gerak menggelinding

e.      Gerak karena pengaruh gravitasi

f.        Gerak berbentuk parabola

g.       Gerak melingkar

h.       Gerak Jatuh Bebas

 

2.Berdasarkan percepatannya gerak dibagi menjadi 2

a.    Gerak beraturan adalah gerak yang percepatannya sama dengan nol (a = 0) atau gerak yang kecepatannya konstan.

b.    Gerak berubah beraturan adalah gerak yang percepatannya konstan (a = konstan) atau gerak yang kecepatannya berubah secara teratur

C. Jenis / Macam-Macam Gerak

1. Gerak Semu atau Relatif

 

1

Gerak bersifat relatif artinya gerak suatu benda sangat bergantung pada titik acuannya. Benda yang bergerak dapat dikatakan tidak bergerak, sebgai contoh meja yang ada dibumi pasti dikatakan tidak bergerak oleh manusia yang ada dibumi. Tetapi bila matahari yang melihat maka meja tersebut bergerak bersama bumi mengelilingi matahari.

Contoh lain gerak relatif adalah B menggedong A dan C diam melihat B berjalan menjauhi C. Menurut C maka A dan B bergerak karena ada perubahan posisi keduanya terhadap C. Sedangkan menurut B adalah A tidak bergerak karena tidak ada perubahan posisi A terhadap B. Disinilah letak kerelatifan gerak. Benda A yang dikatakan bergerak oleh C ternyata dikatakan tidak bergerak oleh B. Lain lagi menurut A dan B maka C telah melakukan gerak semu.

Gerak semu adalah benda yang diam tetapi seolah-olah bergerak karena gerakan pengamat. Contoh yang sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah ketika kita naik mobil yang berjalan maka pohon yang ada dipinggir jalan kelihatan bergerak. Ini berarti pohon telah melakukan gerak semu. Gerakan semu pohon ini disebabkan karena kita yang melihat sambil bergerak.

Gerak semu adalah gerak yang sifatnya seolah-olah bergerak atau tidak sebenarnya (ilusi). Contoh : – Benda-benda yang ada diluar mobil kita seolah bergerak padahal kendaraanlah yang bergerak. – Bumi berputar pada porosnya terhadap matahari, namun sekonyong-konyong kita melihat matahari bergerak dari timur ke barat.

Contoh :

 – Benda-benda yang ada diluar mobil kita seolah bergerak padahal kendaraanlah yang bergerak.

 – Bumi berputar pada porosnya terhadap matahari, namun sekonyong-konyong kita melihat matahari bergerak dari timur ke barat.

2. Gerak Ganda

 Gerak Ganda Gerak ganda adalah gerak yang terjadi secara bersamaan terhadap benda-benda yang ada di sekitarnya. Contoh : Seorang bocah kecil melempar puntung rokok dari atas kereta rangkaia listrik saat berjalan di atap krl tersebut. Maka terjadi gerak puntung rokok terhadap tiga  benda di sekitarnya, yaitu :

– Gerak terhadap kereta krl

– Gerak terhadap bocah kecil

– Gerak terhadap tanah / bumi

 

3. Gerak Lurus

Gerak Lurus Gerak lurus adalah gerak pada suatu benda melalui lintasan garis lurus. Contohnya seperti gerak rotasi bumi, gerak jatuh buah apel, dan lain sebagainya.

 

2

 a. Gerak lurus beraturan (GLB)

KINEMATIKA adalah Ilmu gerak yang membicarakan gerak suatu benda tanpa memandang gaya yang bekerja pada benda tersebut (massa benda diabaikan). Jadi jarak yang ditempuh benda selama geraknya hanya ditentukan oleh kecepatan v dan atau percepatanya.

Gerak Lurus Beraturan (GLB) adalah gerak lurus pada arah mendatar dengan kocepatan v tetap (percepatan a = 0), sehingga jarakyang ditempuh S hanya ditentukan oleh kecepatan yang tetap dalam waktu tertentu.

Persamaan yang digunakan pada GLB adalah sebagai berikut :

Rumus GLB:

 

 

Keterangan:

s= Jarak yang ditempuh (km, m)

= Kecepatan (km/jam, m/s)

= Waktu tempuh (jam, sekon)

 

Catatan:

Untuk mencari jarak yang ditempuh, rumusnya adalah .

Untuk mencari waktu tempuh, rumusnya adalah .

 

Untuk mencari kecepatan, rumusnya adalah .

 

Pada pembahasan GLB ada juga yang disebut dengan kecepatan rata-rata. Kecepatan rata-rata didefinisikan besarnya perpindahan yang ditempuh dibagi dengan jumlah waktu yang diperlukan selama benda bergerak.

v rata-rata = Jumlah jarak atau perpindahan / jumlah waktu

Karena dalam kehidupan sehari-hari tidak memungkinkan adanya gerak lurus beraturan maka diambillah kecepatan rata-rata untuk menentukan kecepatan pada gerak lurus beraturan.

Pada umumnya GLB didasari oleh Hukum Newton I ( S F = 0 ).

S = X = v . t ; a = Dv/Dt = dv/dt = 0

v = DS/Dt = ds/dt = tetap

 Tanda D (selisih) menyatakan nilai rata-rata.

 

3

Tanda d (diferensial) menyatakan nilai sesaat.

Misal :

 – Kereta melaju dengan kecepatan yang sama di jalur rel yang lurus

 – Mobil di jalan tol dengan kecepatan tetap stabil di dalam perjalanannya.

Rumus Kecepatan rata-rata:

 

 

 

 b. Gerak lurus berubah beraturan (GLBB)

Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) adalah gerak lurus pada arah mendatar dengan kecepatan v yang berubah setiap saat karena adanya percepatan yang tetap. Dengan kata lain benda yang melakukan gerak dari keadaan diam atau mulai dengan kecepatan awal akan berubah kecepatannya karena ada percepatan (a= +) atau perlambatan (a= -).

Rumus GLBB ada 3, yaitu:

 

 

               

 

Keterangan:

= Kecepatan awal (m/s)

= Kecepatan akhir (m/s)

= Percepatan (m/s2)

= Jarak yang ditempuh (m)

 

Pada umumnya GLBB didasari oleh Hukum Newton II ( S F = m . a ).

vt = v0 + a.t

vt2 = v02 + 2 a S

S = v0 t + 1/2 a t2

vt = kecepatan sesaat benda

 v0 = kecepatan awal benda

 S = jarak yang ditempuh benda

 f(t) = fungsi dari waktu t

v = ds/dt = f (t)

a = dv/dt = tetap

 

4

Syarat : Jika dua benda bergerak dan saling bertemu maka jarak yang ditempuh kedua benda adalah sama.

Misalnya :

 – Gerak jatuhnya tetesan air hujan dari atap ke lantai

 – Mobil yang bergerak di jalan lurus mulai dari berhenti

GLBB dibagi menjadi 2 macam :

a. GLBB dipercepat

GLBB dipercepat adalah GLBB yang kecepatannya makin lama makin cepat, contoh GLBB dipercepat adalah gerak buah jatuh dari pohonnya.

Grafik hubungan antara s terhadap t pada GLBB dipercepat

 

 

 b. GLBB diperlambat

GLBB diperlambat adalah GLBB yang kecepatannya makin lama makin kecil (lambat). Contoh GLBB diperlambat adalah gerak benda dilempar keatas.

Grafik hubungan antara v terhadap t pada GLBB diperlambat

 

Grafik hubungan antara s terhadap t pada GLBB diperlambat

 

5

 

 

Persamaan yang digunakan dalam GLBB sebagai berikut :

Untuk menentukan kecepatan akhir

Untuk menentukan jarak yang ditempuh setelah t detik adalah sebagai berikut:

Yang perlu diperhatikan dalam menggunakan persamaan diatas adalah saat GLBB dipercepat tanda yang digunakan adalah + .

Untuk GLBB diperlambat tanda yang digunakan adalah – , catatan penting disini adalah nilai percepatan (a) yang dimasukkan pada GLBB diperlambat bernilai positif karena dirumusnya sudah menggunakan tanda negatif.

Contoh Soal Gerak Lurus:

a. GLB

1. Sebuah mobil bergerak di sebuah jalan tol. Pada jarak 5 kilometer dari pintu gerbang tol, mobil bergerak dengan kelajuan tetap 90 km/jam  selama 20 menit. Tentukan :

a. jarak yang ditempuh mobil selama 20 menit
b. posisi mobil dari gerbang jalan tol

Penyelesaian:

Diketahu:

jarak mula-mula s0 = 5 km
kecepatan (v) = 90 km/jam
waktu (t) = 20 menit = 1/3 jam

a. jarak yang ditempuh mobil selama 20 menit
    s = v. t = (90 km/jam).(1/3 jam) = 30 km

b. posisi mobil dari gerbang jalan tol
   s = s0 + v.t = 5 + 30 = 30 km

 

b. GLBB

 

 

6

1. Setelah dihidupkan, Sebuah mobil bergerak dengan percepatan 2m/s2. Setelah berjalan selama 20 s, mesin mobil mati dan berhenti 10 s kemudian. Berapa jarak yang ditempuh oleh mobil tersebut ?

Penyelesaian :

Sebelum mesin mobil mati
Vo = 0
a = 2 m/s2
t = 20 s

Vt = Vo + at
Vt = 0 + 2 . 20
Vt = 40 m/s2

Setelah mesin mobil mati
Vo = 40 m/s2
Vt = 0
t = 10s

Vt = Vo + at
Vt = 40 + a. 10
a = -4
S =Vo t + ½ a t2
S = 40. 10 + ½ (-4) .102
S = 200 m

Jadi, mobil tersebut telah menempuh jarak sampai 200m sejak mulai bergerak hingga berhenti.

 

4. Gerak Melingkar

 

          Gerak Melingkar adalah gerak suatu benda yang membentuk lintasan berupa lingkaranmengelilingi suatu titik tetap. Agar suatu benda dapat bergerak melingkar ia membutuhkan adanyagaya yang selalu membelokkan-nya menuju pusat lintasan lingkaran. Gaya ini dinamakan gaya sentripetal. Suatu gerak melingkar beraturan dapat dikatakan sebagai suatu gerak dipercepat beraturan, mengingat perlu adanya suatu percepatan yang besarnya tetap dengan arah yang berubah, yang selalu mengubah arah gerak benda agar menempuh lintasan berbentuk lingkaran.

          Gerak melingkar dibagi dua yaitu:

 

a. Gerak Melingkar Beraturan (GMB)

 

 

7

        

 

 

 

 

7

 

          Gerak Melingkar Beraturan (GMB) adalah gerakan dalam lintasan berbentuk lingkaran dengan percepatan sudut tetap.

          Gerak Melingkar Beraturan (GMB) adalah gerak melingkar dengan besar kecepatan sudut   tetap. Besar Kecepatan sudut diperolah dengan membagi kecepatan tangensial  dengan jari-jari lintasan 

 

          Arah kecepatan linier   dalam GMB selalu menyinggung lintasan, yang berarti arahnya sama dengan arah kecepatan tangensial  . Tetapnya nilai kecepatan   akibat konsekuensi dar tetapnya nilai  . Selain itu terdapat pula percepatan radial   yang besarnya tetap dengan arah yang berubah. Percepatan ini disebut sebagai percepatan sentripetal, di mana arahnya selalu menunjuk ke pusat lingkaran.

 

          Bila   adalah waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan satu putaran penuh dalam lintasan lingkaran, maka dapat pula dituliskan

 

Kinematika gerak melingkar beraturan adalah

 

dengan   adalah sudut yang dilalui pada suatu saat  ,   adalah sudut mula-mula dan   adalah kecepatan sudut (yang tetap nilainya).

Rumus-rumus dalam Gerak Melingkar:

Kecepatan sudut:      Percepatan sudut rata-rata:       Percepatan sentripetal:

 

Rumus lainnya:

ωt = ωo + αt

θ = ωot + 1/2 αt2 atau θ = ωt

Keterangan :
ω = Kecepatan sudut (rad/s)

ωt =Kecepatan sudut

θ = Sudut tempuh
f   = frekuensi (Hz)
T  = periode (s)
π  = 3,14 atau 22/7 atau tetap/tidak diganti angka

 

8

Vt = kecepatan akhir

     : Percepatan sudut (rad/s2)

t = waktu (sekon)

r : jari-jari benda/lingkaran

As: percepatan sentripetal (rad/s2)

 

b. Gerak Melingkar Berubah Beraturan (GMBB)

Gerak Melingkar Berubah Beraturan (GMBB) adalah gerak melingkar dengan percepatan sudut   tetap. Dalam gerak ini terdapat percepatan tangensial   (yang dalam hal ini sama dengan percepatan linier) yang menyinggung lintasan lingkaran (berhimpit dengan arah kecepatan tangensial  ).

 

Kinematika GMBB adalah

 

 

 

dengan   adalah percepatan sudut yang bernilai tetap dan   adalah kecepatan sudut mula-mula.

 

Contoh Soal Gerak Melingkar:

 

a. GMB

 

1. Sebuah partikel bergerak melingkar dengan kecepatan sudut sebesar 4 rad/s selama 5 sekon. Tentukan besar sudut yang ditempuh partikel!

Penyelesaian:

θ = ωt
θ = (4)(5) = 20 radian.

 

b. GMBB

 

1. Sebuah benda bergerak melingkar dengan percepatan sudut 2 rad/s2. Jika mula-mula benda diam, tentukan :
a) Kecepatan sudut benda setelah 5 sekon
b) Sudut tempuh setelah 5 sekon

Penyelesaian:

 

 

9

Diketahui:
α = 2 rad/s2
ωo = 0
t = 5 sekon

Jawaban:
a) ωt = ωo + αt
    ωt = (0) + (2)(5) = 10 rad/s
b) θ = ωot + 1/2 αt2
    θ = (0)(5) + 1/2 (2)(5)2

 

5. Gerak Jatuh Bebas

 

        Gerak Jatuh Bebas alias GJB merupakan salah satu contoh umum dari Gerak Lurus Berubah Beraturan. Gerak jatuh bebas atau GJB adalah salah satu bentuk gerak lurus dalam satu dimensi yang hanya dipengaruhi oleh adanya gaya gravitasi. Variasi dari gerak ini adalah gerak jatuh dipercepat dan gerak peluru.

 

Benda dikatakan jatuh bebas apabila benda:

  • Memiliki ketinggian tertentu (h) dari atas tanah.
  • Benda tersebut dijatuhkan tegak lurus bidang horizontal tanpa kecepatan awal.
  • Selama bergerak ke bawah, benda dipengaruhi oleh percepatan gravitasi bumi (g) dan arah kecepatan/gerak benda searah, merupakan gerak lurus berubah beraturan dipercepat.

 

Bila ruas kiri dan kanan sama-sama kita kalikan dengan 2, kita dapatkan:
 sehingga: 

Rumus Gerak Jatuh Bebas:

           

 

Vt = gt

Vt = √2gh

h= ½ gt2

                         

vt2 = 2 g h

Keterangan:

v = kecepatan di permukaan tanah

g = gravitasi bumi

h = tinggi dari permukaan tanah

t = lama benda sampai di tanah/waktu (s)

y = posisi pada saat t (m)

y0 = posisi awal (m)

 

10

v0 = kecepatan awal (m/s)

g = percepatan gravitasi (m/s2)

 

Contoh Soal Gerak Jatuh Bebas

 

1. Bola dijatuhkan dari ketinggian tertentu (g = 10 m/s2). Tentukan:

(a) percepatan benda

(b) jarak tempuh selama 3 detik

(c) Selang waktu benda mencapai laju 20 m/s

Penyelesaian:

Diketahui :
g = 10 m/s2

 

Ditanya :
(a) Percepatan (a) ?
(b) Jarak tempuh (h) jika t = 3 sekon ?
(c) Selang waktu (t) jika vt = 20 m/s ?

Jawab :
(a) Percepatan (a) ?
     Percepatan benda = percepatan gravitasi = 10 m/s2.

     Ini berarti kelajuan benda bertambah 10 m/s per 1 sekon.

(b) Jarak tempuh (h) jika t = 3 sekon ?
     h = ½ g t2 = ½ (10)(3) = (5)(32) = (5)(9) = 45 meter
(c) Selang waktu (t) jika vt = 20 m/s ?
     vt = g t
     20 = (10) t
     t = 20 / 10 = 2 sekon

 

 

 

 

 

 

 

 

11


 

PENUTUP

 

A. Saran

  • Mempraktekkan gerak dalam kehidupan sehari-hari
  •  Mencoba menjawab contoh soal yang berkaitan dengan gerak
  • Menggunakan rumus-rumus dalam memecahkan suatu soal

B. Kesimpulan

  • Gerak adalah suatu benda yang berpindah tempat atau berubah aturan dari titik acuan
  • Dalam geraka kita dapat mempelajari gerak lurus yang terbagi dua yaitu: gerak lurus beraturan dan tidak beraturan.
  • Rumus-rumus gerak dapat digunakan untuk mencari penyelesaian dari soal tentang gerak.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

DAFTAR PUSTAKA

 

http://google.com//gerak-dalam-ilmu-fisika

http://pembahasansoal.blogspot.com/2010/10/contoh-soal-dan-jawaban-glb-dan-glbb.html

https://www.google.com/#q=gerak+melingkar+dan+gerak+jatuh+bebas

Buku pembelajaran SMA

Sumber internet lainnya

 By: @NurfirstaVita (twitter)

Advertisements

One thought on “Makalah tentang Kinematika Gerak

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s