Hai Quipperian, salah satu materi yang tidak mungkin kamu lewatkan saat belajar Fisika adalah gerak benda. Mengingat, gerak merupakan aktivitas sehari-hari bagi makhluk hidup. Misalnya saja, kamu bisa sampai ke sekolah pasti melalui gerak, kan? Yaitu gerak dari rumah ke sekolah. Lalu, apa yang dimaksud dengan gerak? Untuk menjawabnya, yuk simak artikel selengkapnya!
Pengertian Gerak Benda
Gerak benda adalah perubahan posisi suatu benda dari satu tempat ke tempat lain yang mengacu pada titik tertentu. Itu artinya, benda yang diam terhadap satu titik acuan tertentu dikatakan tidak bergerak. Lalu, bagaimana dengan gerak tumbuhan? Memang, tumbuhan tidak bergerak layaknya manusia dan hewan, namun tumbuhan bergerak sesuai dengan adaptasi organ-organ tubuhnya, misalnya akar memanjang, daun mengatup, kuncup yang mekar, dan sebagainya. Gerak semacam ini disebut sebagai gerak pasif. Pada artikel ini, Quipper Blog hanya akan membahas gerak aktif, ya.
Macam-Macam Gerak Benda
Gerak benda itu bermacam-macam. Hal itu didasarkan pada beberapa acuan, seperti bentuk lintasan, jenis kecepatan, dan acuan pengamatan. Adapun macam-macam gerak benda adalah sebagai berikut.
Gerak Benda Berdasarkan Bentuk Lintasan
Berdasarkan bentuk lintasan yang dilaluinya, gerak benda dibagi menjadi tiga yaitu sebagai berikut.
Gerak lurus
Gerak lurus adalah perubahan posisi suatu benda pada lintasan lurus. Misalnya saja, seorang sopir mengendarai bus di jalan tol, gerak kereta api di sepanjang rel kerata api, dan sebagainya. Perhatikan gambar berikut.
Saat mempelajari gerak lurus, kamu akan dikenalkan dengan beberapa besaran seperti perpindahan, kecepatan, kelajuan, jarak, waktu tempuh, dan percepatan. Untuk materi selengkapnya tentang gerak lurus, bisa kamu lihat di artikel Quipper Blog, ya.
Gerak melingkar
Gerak melingkar adalah perubahan posisi benda pada lintasan melingkar atau lingkaran. Misalnya saja saat kamu mencoba wahana bermain roller coaster. Sama seperti gerak lurus, gerak melingkar juga memuat beberapa besaran seperti kecepatan sudut, percepatan sudut, posisi sudut, frekuensi, periode, dan lainnya. Gerak melingkar dibagi 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 benda pada lintasan berbentuk parabola atau menyerupai setengah lingkaran. Contohnya, saat kamu menendang bola hingga ketinggian tertentu. Jika dilukiskan, lintasan bolanya akan berbentuk parabola. Gerak parabola merupakan kombinasi atau gabungan antara gerak lurus beraturan dan gerak lurus berubah beraturan. Perhatikan gambar gerak parabola berikut.
Dari gambar di atas, terlihat bahwa lintasan bolanya berbentuk parabola, kan?
Gerak Benda Berdasarkan Kecepatan
Berdasarkan kecepatannya, gerak benda dibagi menjadi empat, yaitu sebagai berikut.
Gerak lurus beraturan
Gerak lurus beraturan adalah gerak benda pada lintasan lurus dengan kecepatan tetap. Artinya, kecepatan benda selalu sama di setiap posisi. Jika kecepatan bendanya tetap, maka perubahan kecepatannya sama dengan nol. Dengan demikian, percepatan bendanya juga sama dengan nol.
Gerak lurus berubah beraturan beraturan
Gerak lurus berubah beraturan adalah gerak benda pada lintasan lurus dengan perubahan kecepatan konstan. Artinya, kecepatan benda selalu berubah secara teratur, misal pada detik ke-5 kecepatan bendanya 20 m/s, pada detik ke-6 kecepatan bendanya 25 m/s, pada detik ke-7 kecepatan bendanya 30 m/s, dan seterusnya. Oleh karena perubahan kecepatannya konstan, maka gerak lurus berubah beraturan memiliki percepatan. Berdasarkan percepatannya, gerak lurus berubah beraturan dibagi menjadi dua, yaitu gerak lurus berubah beraturan dipercepat (percepatan bernilai positif) dan gerak lurus berubah beraturan diperlambat (percepatan bernilai negatif).
Gerak melingkar beraturan
Gerak melingkar beraturan adalah gerak benda pada lintasan melingkar dengan kecepatan sudut tetap. Pada gerak ini, percepatan sudut bendanya sama dengan nol.
Gerak melingkar berubah beraturan
Gerak melingkar berubah beraturan adalah gerak benda pada lintasan melingkar dengan perubahan kecepatan sudut tetap. Sama seperti GLBB, pada gerak melingkar berubah beraturan berlaku percepatan sudut.
Gerak Benda Berdasarkan Titik Acuan Pengamat
Berdasarkan titik acuan pengamat, gerak benda dibagi dua yaitu sebagai berikut.
Gerak semu
Gerak semu adalah gerak benda yang seolah-olah bergerak terhadap pengamat, padahal sebenarnya benda tersebut diam. Contohnya, saat Jeje berada di dalam mobil lalu melihat rumah-rumah yang diam, maka seolah-olah rumah akan bergerak. Padahal, sebenarnya objek yang bergerak adalah Jeje. Hal itu karena titik acuannya adalah Jeje yang sedang bergerak.
Gerak nyata
Gerak nyata adalah gerak yang terjadi karena ada perubahan posisi dan memiliki titik acuan berupa benda yang diam. Contohnya, ayah duduk di teras rumah, sedangkan kamu berjalan mendekati ayah. Jika titik acuannya ayah yang diam, maka kamu bergerak terhadap ayah.
Dari kedua pengertian tersebut, apakah kamu bisa membedakan gerak nyata dan gerak semu? Perbedaan gerak nyata dan gerak semu terletak pada titik acuannya. Pada gerak nyata, kamu bergerak terhadap titik acuan yang diam. Sedangkan pada gerak semu, kamu diam terhadap titik acuan yang bergerak.
Gerak relatif
Gerak relatif adalah gerak yang ditinjau dari titik acuan pengamatnya. Objek di luar titik acuan dianggap bergerak terhadap titik acuan tersebut. Misalnya, kamu berada di dalam kereta api yang bergerak dan adikmu duduk di stasiun. Jika adikmu sebagai pengamat, maka objek yang bergerak adalah kamu. Jika kamu sebagai pengamat, maka objek yang bergerak adalah adikmu.
Rumus Gerak Benda
Rumus gerak benda yang akan ditampilkan kali ini adalah rumus gerak lurus, ya. Mengapa hanya gerak lurus? Karena jenis gerak lainnya akan kamu pelajari di bangku SMA. Daripada penasaran, yuk cekidot.
Rumus Gerak Lurus Beraturan
Adapun rumus gerak lurus beraturan adalah sebagai berikut.
Dengan:
v = 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 gerak lurus berubah beraturan dipercepat
Untuk menyelesaikan soal gerak lurus berubah beraturan dipercepat, gunakan persamaan berikut.
Dengan:
vt = kecepatan akhir (m/s);
v0 = kecepatan awal (m/s);
a = percepatan (m/s2);
t = waktu tempuh (s); dan
s = jarak tempuh (m).
Rumus gerak lurus berubah beraturan dipercepat
Gerak lurus berubah beraturan diperlambat memiliki percepatan negatif. Untuk menyelesaikan soal gerak lurus berubah beraturan diperlambat, gunakan persamaan berikut.
Dengan:
vt = kecepatan akhir (m/s);
v0 = kecepatan awal (m/s);
a = percepatan (m/s2);
t = waktu tempuh (s); dan
s = jarak tempuh (m).
Contoh Gerak Benda
Adapun contoh masing-masing gerak benda adalah sebagai berikut.
Contoh Gerak Lurus
Adapun contoh gerak lurus adalah sebagai berikut.
- Seseorang mengendarai mobil di jalan tol.
- Gerak kereta api di sepanjang rel kereta api.
- Gerak seorang atlet lari cepat di lapangan.
Contoh Gerak Melingkar
Contoh gerak melingkar dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut.
- Gerak berputarnya kereta di rel roller coaster.
- Gerak berputarnya cakram pada olahraga lempar cakram.
- Gerak berputarnya komidi putar atau bianglala.
- Gerakan jarum jam.
Contoh Gerak Parabola
Contoh gerak parabola adalah sebagai berikut.
- Gerak peluru saat ditembakkan.
- Gerakan bola saat ditendang dengan sudut elevasi tertentu.
- Gerak bola basket saat menuju ring.
- Gerak bola golf saat dipukul.
Kesimpulan
Dari pembahasan di atas, dapat disimpulkan bahwa suatu benda dikatakan bergerak jika mengalami perubahan posisi atau kedudukan terhadap titik acuan tertentu. Gerak benda dikelompokkan menjadi tiga macam, yaitu berdasarkan bentuk lintasan, kecepatan, dan titik acuan.
Contoh Soal Gerak Benda
Untuk mengasah pemahamanmu tentang gerak benda, yuk simak contoh soal berikut.
Contoh Soal Gerak Lurus Beraturan
Halimah pergi ke sekolah mengendarai motor dengan kecepatan tetap, yaitu 30 m/s. Waktu yang ia butuhkan untuk sampai di sekolah 5 menit, berapakah jarak antara rumah dan sekolah Halimah?
Pembahasan:
Diketahui:
v = 30 m/s
t = 5 menit = 300 s
Ditanya: s =…?
Jawab:
Untuk mencari jarak tempuh, gunakan persamaan berikut.
Jadi, jarak antara sekolah dan 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 tujuan, ibu harus mengayuh sepedanya lebih cepat. Setelah berjalan selama 25 s, kecepatan ibu bertambah 8 m/s. Tentukan jarak yang ditempuh ibu setelah berjalan selama 12 s!
Pembahasan:
Diketahui:
Ditanya: s saat t = 12 s =…?
Pembahasan
Pertama, kamu harus mencari percepatan ibu menggunakan persamaan berikut.
Selanjutnya, tentukan jarak yang ditempuh ibu setelah berjalan selama 12 s.
Contoh Soal Gerak Relatif
Sebuah mobil patroli polisi sedang mengejar tahanan yang kabur menggunakan minibus. Minibus tahanan tersebut berada 500 m di depan mobil patroli polisi. Jika kecepatan mobil polisinya 30 m/s dan kecepatan mobil tahanannya 20 m/s, tentukan waktu yang diperlukan oleh mobil polisi untuk bertemu mobil tahanan tersebut!
Pembahasan:
Diketahui:
sP = 500 m
vP = 30 m/s
vT = 20 m/s
Ditanya: t =…?
Jawab:
Untuk memudahkanmu dalam menyelesaikan soal ini, gunakan konsep relatif seperti berikut.
Dari soal dapat ditentukan bahwa mobil patroli polisi bergerak relatif terhadap minibus tahanan, sehingga:
- Jarak relatif
∆s = sP – sT = 500 m
- Kecepatan relatif
∆v = vP – vT
= 30 – 20
= 10 m/s
Dengan demikian, waktu yang diperlukan oleh mobil polisi untuk bertemu mobil tahanan tersebut dirumuskan sebagai berikut.
Jadi, waktu yang diperlukan oleh mobil polisi untuk bertemu mobil tahanan tersebut adalah 50 s.
Itulah pembahasan Quipper Blog kali ini. Semoga bermanfaat, ya. Untuk mendapatkan materi lengkapnya, yuk buruan gabung Quipper Video. Salam Quipper!