Hubungan Gaya dengan GLBB

Hubungan gaya dengan GLBB

Ketika resultan gaya yang bekerja pada sebuah benda sama dengan nol (ΣF =0), benda tersebut berada dalam keadaan diam atau bergerak lurus dengan kecepatan tetap (GLB). Hal ini sesuai dengan hukum I Newton.
Dalam hukum II Newton disebutkan bahwa besarnya percepatan benda sebanding dengan besar gaya yang diberikan dan berbanding terbalik dengan massanya. Dari hukum II Newton ini dapat dituliskan :
ΣF = m.a
Pada keadaan seperti ini  benda tersebut mengalami gerak lurus berubah beraturan (GLBB).

Kita tuliskan kembali hukum II Newton dalam bentuk F = m a dan percepatan,

dan

sehingga diperoleh

F = gaya (N)
m = massa benda (kg)
V₀ = kecepatan mula-mula (m/s)
V_t = kecepatan akhir (m/s)
t = selang waktu (s)

Contoh soal 
Sebuah mobil yang massanya 1000 kg bergerak dari keadaan diam dengan percepatan konstan, sehingga selama 5 s kelajuannya menjadi 15 m/s.  Berapa besar gaya yang mempercepat mobil tersebut?

Penyelesaian :

Gerak Lurus Beraturan (GLB)

Gerak Lurus Beraturan (GLB)

Gerak lurus beraturan (GLB) adalah gerak suatu benda yang menempuh lintasan lurus yang dalam waktu sama benda menempuh jarak yang sama. Gerak lurus beraturan (GLB) juga dapat didefinisikan sebagai gerak suatu benda yang menempuh lintasan lurus dengan kelajuan tetap.
Dalam kehidupan sehari-hari, jarang ditemui contoh benda yang bergerak lurus dengan kecepatan tetap. Misalnya, sebuah mobil yang bergerak dengan kelajuan 80 km/jam, kadang-kadang harus memperlambat kendaraannya ketika ada kendaraan lain di depannya atau bahkan dipercepat untuk mendahuluinya.
Gerak lurus kereta api dan gerak mobil di jalan tol yang bergerak secara stabil bisa dianggap sebagai contoh  gerak lurus dalam keseharian.

Untuk lebih jelasnya lihat gambar berikut.

Kedudukan sebuah mobil yang sedang bergerak lurus beraturan

Dari gambar di atas, tampak bahwa setiap perubahan 1 sekon, mobil tersebut menempuh jarak yang sama, yaitu 10 m.
Dengan kata lain mobil tersebut mempunyai kecepatan yang sama, yaitu 10 m/s.

Grafik jarak terhadap waktu untuk gerak lurus beraturan
Sebuah mobil bergerak lurus dengan kecepatan tetap yaitu 10 m/s dapat ditunjukkan dengan tabel dan grafik sebagai berikut.

Tabel hubungan waktu dan jarak pada GLB

grafik hubungan waktu dan jarak pada GLB

Pada gerak luru beraturan, berlaku persamaan :

dengan
v = kecepatan (m/s)
s = perpindahan (m)
t = waktu yang diperlukan (s)
Dari persamaan itu, dapat dicari posisi suatu benda yang dirumuskan dengan :
s = v.t

Contoh soal GLB
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
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

Pengertian Gerak

Pengertian Gerak

Berbagai jenis gerak

Dalam keseharian, kita sering menyaksikan benda-benda melakukan gerak. Misalnya jarum jam yang berputar dan bendulnya juga bergetar, mobil yang melaju di jalan raya, bola yang ditendang, anak berlari-lari, pohon-pohon yang seolah-olah bergerak penjauhi penumpang bus dan sebagainya.

Pada gambar di atas, tampak bahwa jarum jam bergerak dengan lintasan melingkar dan bandulnya bergetar ke kiri dan ke kanan, mobil memiliki lintasan lurus, dan bola melambung dengan lintasan parabola.

Gerak benda dengan lintasan lurus disebut gerak lurus. Inilah yang akan kita pelajari di sini.

Gerak relatif

Gerak itu bersifat relatif. Artinya suatu benda yang bergerak terhadap terhadap benda tertentu belum tentu bergerak terhadap benda lainnya.

Sebuah benda dikatakan bergerak terhadap benda lain jika kedudukan antara kedua benda itu berubah sama lain.

Perhatikan gambar berikut.

Gerak relatif

Mobil A diam. Mobil B dan C dihubungkan dengan tali. Jika mobil C bergerak ke kanan, maka mobil B ikut tertarik.

Dari pengertian gerak, muncul pertanyaan :

1. Apakah C bergerak terhadap A?

2. Apakah C bergerak terhadap B?

Dari kegiatan di atas, didapatkan bahwa jarak antara mobil C dan mobil B tidak berubah, sedangkan jarak antara mobil C dengan mobil A sekarang lebih jauh.

Sehingga dapat disimpulkan, bahwa mobil C bergerak terhadap mobil A. Sedangkan, mobil C tidak bergerak terhadap mobil B.

Gerak semu

Sebuah benda dikatakan melakukan gerak satu, jika benda tersebut tampak seolah-olah bergerak, padahal benda tersebut sebenarnya diam.

Gerak semu

Gambar di atas memperlihatkan contoh gerak semu.

Seseorang yang berada di dalam mobil akan melihat pohon-pohon, rumah-rumah, dan benda lain yang di luar tampak bergerak. Padahal benda-benda itu diam, mobilnya yang bergerak.

Peristiwa lain, adalah matahari yang seolah-olah bergerak dari timur ke barat (terbit di sebelah timur dan tenggelam di sebelah barat). Padahal sesungguhnya, bumilah yang berputar pada sumbunya dari barat ke timur, sedangkan matahari tetap diam di tempatnya.