Konsep Gerak Relatif Pada GLB dan GLBB Beserta Contoh Soal dan Pembahasannya

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:

Dalam artikel tentang pengertian, macam-macam dan contoh gerak dalam fisika telah dijelaskan bahwa suatu benda dikatakan bergerak apabila terjadi perubahan posisi terhadap titik acuan. Jadi gerak benda sangat berkaitan dengan titik acuan. Karena ada acuannya inilah gerak suatu benda dapat disebut gerak relatif.

1. Konsep Gerak Relatif Pada Gerak Lurus Beraturan

Pada gerak lurus beraturan (GLB), gerak relatif benda dapat memiliki acuan berupa benda yang bergerak. Contohnya adalah gerak sepeda motor itu relatif lebih cepat dibandingkan dengan gerak sepeda ontel. Konsep gerak relatif ini dapat digunakan untuk mempermudah penyelesaian soal tentang gerak suatu benda.

Dalam gerak lurus beraturan (GLB) selalu berkaitan dengan perpindahan dan juga kecepatan. Kedua besaran fisika ini merupakan besaran vektor. Secara vektor kedua besaran ini akan memenuhi nilai relatif dengan perumusan sebagai berikut:

∆v	= v2 – v1
∆s	= s2 – s1

Dalam hal ini ∆v = kecepatan relatif dan ∆s = perpindahan relatif. Untuk lebih memahami tentang konsep gerak relatif dalam menyelesaikan soal tentang gerak lurus beraturan (GLB) perhatikan contoh soal dan pembahasan berikut.

Mobil A bergerak dengan kecepatan tetap 72 km/jam di depan mobil B sejauh 1,5 km. Mobil B sedang mengejar mobil A tersebut dengan kecepatan tetap 75 km/jam.

a. Berapakah waktu yang dibutuhkan mobil B untuk mengejar mobil A?

b. Berapa jarak yang ditempuh mobil B sesaat setelah berhasil mengejar mobil A?

Penyelesaian

Gerak mobil A dan B merupakan gerak lurus beraturan (GLB) dan dapat digambarkan seperti gambar berikut ini.

vA = 72 km/jam

vB = 75 km/jam

sAB = 1,5 km

Dari gambar di atas dapat diperoleh hubungan sA dan sB adalah sebagai berikut:

sB = sA +1,5

vBt = vAt + 1,5

75t =72t + 1,5

3t = 1,5

t = 0,5 jam

Jadi mobil B menyusul mobil A setelah t = 0,5 jam, sehingga jarak tempuh mobil B adalah

sB = vBt

sB = 75 × 0,5

sB = 3,75 km

Konsep Gerak Relatif

Gerak mobil A dan B dapat digunakan konsep relatif. Mobil B bergerak relatif menuju mobil A dengan:

Jarak relatif → ∆s = sB – sA = 1,5 km

Kecepatan relatif → ∆v = vB – vA = 75 – 72 = 3 km/jam

Jadi waktu yang diperlukan mobil B untuk menyusul mobil A adalah sebagai berikut:

∆s = ∆v.t

1,5 = 3t

t = 0,5 jam

Jadi pada dasarnya penyelesaian soal tentang GLB lebih mudah dengan konsep gerak relatif, akan tetapi untuk menggunakan konsep ini membutuhkan logika atau penalaran yang lebih ekstra.

Info Penting!

Cara menentukan kecepatan relatif dan perpindahan relatif dapat menggunakan aturan yang berlawanan dengan cara menentukan resultan 2 vektor yang sejajar. Cara tersebut yakni: Ditambah jika berlawanan arah Dikurang jika searah

 2. Konsep Gerak Relatif Pada Gerak Lurus Berubah Beraturan

Setiap gerak benda dapat dianggap sebagai gerak relatif. Tidak hanya pada gerak lurus beraturan (GLB) di atas, pada gerak lurus berubah beraturan (GLBB) juga berlaku konsep gerak relatif. Pada GLBB ini akan dikenal yang namanya jarak relatif, kecepatan relatif dan percepatan relatif. Sesuai dengan gerak relatif pada GLB maka pada GLBB, konsep gerak relatifnya berlaku hubungan sebagai berikut:

∆v	= v2 – v1
∆s	= s2 – s1
∆a	= a2 – a1

Dari rumus tersebut, terlihat adanya tambahan percepatan relatif. Jadi dalam fisika terdapat tiga jenis percepatan, yaitu percepatan rata-rata, percepatan sesaat dan percepatan relatif. Untuk lebih memahami konsep gerak relatif pada gerak lurus berubah beraturan (GLBB), perhatikan contoh soal berikut ini

Pesawat A dari kecepatan 160 m/s dipercepat 6 m/s2 untuk mengejar pesawat B yang berada di depannya. Melalui alat pendeteksi radar, pesawat B diketahui pada saat itu sedang bergerak dengan kecepatan 120 m/s dan percepatan 8 m/s2. Jika pada saat terdeteksi radar, pesawat B berada 400 m dari pesawat A, tentukan waktu yang dibutuhkan pesawat A untuk dapat mengejar pesawat B?

Penyelesaian

Pesawat A dapat bertemu dengan pesawat B saat di titik C diperlihatkan dalam gambar ilustrasi berikut ini.

Dari gambar di atas, maka berlaku persamaan sebagai berikut:

400 + sB = sA

400 + vBt + ½ aBt2 = vAt + ½ aAt2

400 + 120t + ½(8t2) = 160t + ½(6t2)

400 + (120 − 160)t + (4 − 3)t2 = 0

t2 – 40t + 400 = 0

(t – 20)(t – 20) = 0

t = 20 s

Konsep Gerak Relatif

Pesawat A mengejar pesawat B berarti dapat digunakan konsep gerak relatif  A terhadap B (titik acuan di B).

Jarak relatif → ∆s = sA – sB = 400 m

Kecepatan relatif → ∆v = vA – vB = 160 – 120 = 40 m/s

Percepatan relatif → ∆a = aA – aB = 6 – 8 = –2 m/s2

dari ketiga nilai besaran relatif tersebut, berlaku:

∆s = ∆v.t + ½ ∆a.t2

400 = 40t + ½(–2)t2

t2 – 40t + 400 = 0

(t – 20)(t – 20) = 0

t = 20 s.

jadi waktu yang dibutuhkan pesawat A untuk dapat mengejar pesawat B adalah 20 detik.

Demikianlah artikel tentang konsep gerak relatif pada gerak lurus beraturan (GLB) dan gerak lurus berubah beraturan (GLBB). Semoga dapat bermanfaat untuk Anda. Terimakasih atas kunjungannya dan sampai jumpa di artikel berikutnya.