Gerak Lurus Berubah Beraturan: Definisi, Ciri, Jenis, Rumus, Grafik, Contoh Soal dan Pembahasan

Daftar Materi Fisika

• 1. Besaran Fisika
• 2. Vektor dan Resultan
• 3. Mekanika (Kinematika dan Dinamika)
• 4. Fisika Optik
• 5. Suhu dan Kalor

Advertisement

Baca Juga:

Pernahkah kalian bersepeda ketika hari libur sekolah atau ketika berangkat dan pulang sekolah? Jika kalian pernah bersepeda tentunya kalian pernah merasakan bagaimana rasanya bersepeda di jalan tanjakan dan turunan atau di jalan datar.

Ketika mengendarai sepeda di jalan datar yang lurus, rata-rata kecepatan kita mengayuh sepeda akan stabil. Namun ketika mulai menaiki jalan tanjakan, kecepatan mengayuh sepeda akan berkurang karena terasa semakin berat. setelah melalui tanjakan pastinya kita akan melalui jalan turunan dan kecepatan sepeda kita akan semakin bertambah meski tanpa dikayuh.

Disebut apakah gerak sepeda kita dengan besar kecepatan yang berubah-ubah ketika melalui jalan datar, tanjakan dan turunan tersebut? Konsep gerak sepeda dengan besar kecepatan sedemikian rupa berhubungan dengan konsep gerak lurus berubah beraturan. Untuk memahami konsep gerak ini, perhatikan penjelasan berikut ini.

Pengertian Gerak Lurus Berubah Beraturan

Sebelumnya kita telah membahas konsep gerak lurus beraturan (GLB). Definisi dari gerak lurus beraturan adalah gerak benda pada lintasan lurus dengan kecepatan konstan. Definisi dari gerak lurus berubah beraturan (GLBB) tidak jauh berbeda dengan definisi GLB, hanya besar/nilai kecepatannya saja yang berbeda.

Kalau pada GLB besar kecepatannya adalah tetap, maka pada GLBB besar kecepatannya berubah-ubah. Jadi dapat disimpulkan bahwa:

Gerak Lurus Berubah Beraturan atau disingkat GLBB adalah gerak suatu benda yang lintasannya berupa garis lurus dengan kecepatan yang berubah-ubah secara teratur.

Kecepatan gerak benda pada GLBB dapat berubah secara teratur karena benda mengalami percepatan atau perlambatan yang konstan atau tetap. Seperti pada kasus bersepeda di jalan turunan, maka kita akan mengalami percepatan sedangkan di jalan tanjakan kita akan mengalami perlambatan. Jadi, gerak lurus berubah beraturan juga dapat diartikan sebagai gerak lurus dengan percepatan yang tetap.

Namun kenyataanya, ketika bersepeda kita tidak mengalami percepatan atau perlambatan yang tetap, karena sangat sulit untuk mengendalikan percepatan yang stabil saat mengayuh sepeda. Contoh nyata benda yang mengalami gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah saat kita melemparkan sebuah bola vertikal ke atas.

Selama bergerak vertikal ke atas, bola mengalami perlambatan secara beraturan menurut selang waktu tertentu. Pada titik tertinggi, besar kecepatannya nol. Pada saat bola kembali jatuh ke tanah, besar kecepatannya bertambah secara beraturan menurut selang waktu tertentu.

Ciri-Ciri Gerak Lurus Berubah Beraturan

Suatu benda dikatakan bergerak lurus berubah beraturan (GLBB) apabila memenuhi karakteristik sebagai berikut:

1. Lintasannya berbentuk garis lurus

2. Kecepatan benda berubah secara teratur (v = berubah)

3. Percepatan benda tetap (a = konstan)

Untuk membedakan gerak benda termasuk GLB atau GLBB sangat mudah sekali. Untuk benda yang melakukan gerak lurus beraturan (GLB) kecepatan benda selalu konstan sehingga tidak ada istilah kecepatan awal, kecepatan akhir, diam, berhenti, percepatan atau gravitasi bumi.

Sedangkan untuk benda yang melakukan gerak lurus berubah beraturan (GLBB) akan selalu ada istilah kecepatan awal, kecepatan akhir, diam, berhenti, percepatan atau gravitasi bumi.

Macam-Macam Gerak Lurus Berubah Beraturan

Jenis-jenis gerak dalam fisika ada banyak sekali. Namun untuk jenis gerak lurus berubah beraturan (GLBB) ada dua macam yaitu:

 1. Gerak Lurus Berubah Beraturan Dipercepat (GLBB dipercepat)

GLBB dipercepat adalah gerak suatu benda pada lintasan yang lurus dengan percepatan yang bertambah secara beraturan atau dengan kata lain benda mengalami percepatan yang konstan. Contohnya adalah saat buah kelapa jatuh dari pohonnya.

2. Gerak Lurus Berubah Beraturan Diperlambat (GLBB diperlambat)

GLBB diperlambat adalah gerak suatu benda pada lintasan yang lurus dengan percepatan yang berkurang secara beraturan atau dengan kata lain benda mengalami perlambatan yang konstan. Contohnya adalah saat kita melemparkan benda vertikal ke atas.

Kita tahu bahwa percepatan merupakan besaran vektor. Jadi selain mempunyai besar, percepatan juga memiliki arah, sehingga percepatan dapat bernilai positif dan negatif. Jika percepatan benda bernilai positif (+) maka benda mengalami percepatan. Sedangkan jika percepatan benda bernilai negatif (−), maka benda mengalami perlambatan. Untuk lebih memahami konsep percepatan silahkan baca artikel tentang pengertian, jenis, rumus dan grafik percepatan.

Rumus-Rumus Pada Gerak Lurus Berubah Beraturan

Persamaan besaran-besaran fisika dalam gerak lurus berubah beraturan (GLB) adalah sebagai berikut:

Hubungan antara Kecepatan (v), Percepatan (a) dan Waktu (t) pada GLBB

Kita tahu bahwa rumus percepatan adalah perubahan kecepatan dibagi selang waktu. secara matematis rumus percepatan ditulis:

a	=	v – v0	……………pers. (1)
		t

Jika kedua ruas kita kalikan dengan t, maka persamaan (1) akan menjadi:

at

=

v – v0

……………pers. (2)

Dari persamaan (2) kita dapat menentukan kecepatan sebuah benda setelah selang waktu tertentu jika diketahui percepatannya. Rumus kecepatan pada GLBB adalah sebagai berikut:

v

=

v0 ± at

……………pers. (3)

Keterangan:

v0	=	kecepatan awal (m/s)
v	=	kecepatan akhir (m/s)
a	=	percepatan (m/s2)
t	=	waktu (s)

Tanda ± menunjukkan bahwa nilai percepatan dapat berharga positif dan negatif. Jika positif berarti benda mengalami percepatan dan jika negatif berarti benda mengalami perlambatan.

Hubungan antara Jarak (s), Percepatan (a) dan Waktu (t) pada GLBB

Selanjutnya kita akan menentukan jarak benda setelah selang waktu t ketika benda tersebut mengalami percepatan konstan. Dari rumus kecepatan rata-rata:

vrata2	=	s – s0	……………pers. (4)
		t

Persamaan (4) bisa kita tuliskan sebagai berikut:

s

=

s0 + vrata2.t

……………pers. (5)

Karena dalam GLBB kecepatannya bertambah atau berkurang secara beraturan, maka ada yang namanya kecepatan awal (v0) dan kecepatan akhir (v) sehingga besar kecepatan rata-ratanya (vrata2) adalah ½ (vo + v). Sehingga kecepatan rata-rata dapat dirumuskan sebagai berikut:

vrata2	=	v0 + v	……………pers. (6)
		2

Dengan mensubtitusikan persamaan (6) dan persamaan (3) ke dalam persamaan (5), maka didapatkan persamaan sebagai berikut:

s	=	s0	+	vrata2.t
s	=	s0	+	(	v0 + v	)	t …………………….pers. (7)
					2
s	=	s0	+	(	v0 + v0 ± at	)	t …………………….pers. (8)
					2
s	=	s0	+	v0t ± ½ at2 ………….......pers. (9)

Keterangan:

s0	=	Jarak awal (m)
s	=	Jarak akhir (m)
v0	=	kecepatan awal (m/s)
v	=	kecepatan akhir (m/s)
a	=	percepatan (m/s2)
t	=	waktu (s)

Hubungan antara Jarak (s), Kecepatan (v) dan Percepatan (a) pada GLBB

Dalam hubungan ini, kita akan menurunkan persamaan selanjutnya, yang berguna pada soal dimana waktu t tidak diketahui. Dari persamaan (1) kita peroleh rumus:

t	=	v – v0	……………pers. (10)
		a

Kemudian subtitusikan persamaan (10) ke dalam persamaan (7) sehingga kita peroleh persamaan sebagai berikut:

s	=	s0	+	(	v + v0		)	(	v − v0	)
					2				a
s	=	s0	+		v2 – v02
					2a
v2	=	v02	±	2a (s – s0)
v2	=	v02	±	2a ∆s ………………………pers. (11)

Keterangan:

∆s	=	perpindahan (m)
v0	=	kecepatan awal (m/s)
v	=	kecepatan akhir (m/s)
a	=	percepatan (m/s2)

Kita sekarang sudah mempunyai tiga rumus penting untuk menyelesaikan soal yang berhubungan denga gerak lurus berubah beratutan (GLBB). Jika kita kumpulkan ketiga rumus tersebut adalah:

v	=	v0 ± at
s	=	s0 + v0t ± ½ at2
v2	=	v02 ± 2as

Macam-Macam Grafik Pada Gerak Lurus Berubah Beraturan

Sama halnya dengan grafik pada GLB, dalam gerak lurus berubah beraturan juga terdapat tiga jenis grafik. ketiga jenis grafik tersebut yakni: 
Grafik Hubungan Jarak Terhadap Waktu (Grafik s-t) Pada GLBB

Perhatikan gambar grafik s-t pada GLBB di atas. Jika gerak  benda mengalami percepatan (a bernilai positif) maka kurvanya adalah berbentuk parabola terbuka ke atas sedangkan jika benda mengalami perlambatan (a bernilai negatif) maka kurvanya berbentuk parabola terbuka ke bawah.

Grafik Hubungan Kecepatan Terhadap Waktu (Grafik v-t) Pada GLBB

Berdasarkan gambar kedua grafik v-t pada GLBB diatas, kemiringan kurva merupakan besar percepatan benda, sehingga nilai percepatan dirumuskan:

a	=	tan α	=	∆v
				∆t

Dan luas daerah di bawah kurva (daerah yang di arsir) merupakan besar jarak yang ditempuh benda.

s

=

Luas grafik

=

v.t

Grafik Hubungan Percepatan Terhadap Waktu (Grafik a-t) Pada GLBB

Luas daerah yang di arsir pada grafik a-t di atas merupakan besar kecepatan benda.

v

=

Luas grafik

=

a.t

Contoh Soal tentang Gerak Lurus Berubah Beraturan beserta Penyelesaiannya

Contoh Soal 1

Sebuah mobil bergerak dari keadaan diam. Jika percepatan mobil 20 m/s2, tentukan kecepatan mobil tersebut setelah 5 sekon.

penyelesaian

Diketahui:

V0 = 0 (diam)

a = 20 m/s2

t = 5 s

Ditanya: v setelah 5 s, maka

v = v0 + at

v = 0 + (20)(5)

v = 100 m/s

jadi kecepatan mobil setelah 5 sekon adalah 100 m/s

Contoh Soal 2

Muhammad Zeni seorang atlet balap sepeda Lampung dapat mengayuh sepedanya dengan kecepatan awal 10 km/jam pada suatu perlombaan. Atlet tersebut dapat mencapai garis finish dalam waktu 2 jam dengan percepatan 20 km/jam. Tentukan panjang lintasan yang ditempuh atlet tersebut.

Penyelesaian

Diketahui:

s0 = 0 (perlombaan dimulai dari garis start)

V0 = 10 km/jam

a = 20 km/jam

t = 2 jam

Ditanya: s, maka

s = s0 + v0t + ½ at2

s = 0 + (10)(2) + (½)(20)(2)2

s = 20 + 40

s = 60 km

jadi jarak yang ditempuh Zeni selama perlombaan adalah 60 km.

Contoh Soal 3

Sebuah benda bergerak dengan percepatan 8 m/s2. Jika kecepatan awal benda 6 m/s, tentukan kecepatan benda setelah menempuh jarak 4 m.

Penyelesaian

Diketahui:

s = 4 m

V0 = 6 m/s

a = 8 m/s2

Ditanya: v, maka

v2 = v02 + 2as

v2 = (6)2 + 2(8)(4)

v2 = 36 + 64

v2 = 100

v = 10 m/s

jadi kecepatan akhir benda setelah menempuh jarak 4 m adalah 10 m/s.

Demikianlah artilel tentang pengertian GLBB, jenis-jenis GLBB, penurunan rumus pada GLBB, grafik serta contoh soal tentang GLBB beserta penyelesaiannya. Semoga dapat bermanfaat untuk Anda. Terimakasih atas kunjungannya dan sampai jumpa di artikel berikutnya.