Bab 1. Gerak Benda dan Makhluk Hidup di Lingkungan Sekitar (Materi 4 : GLB dan GLBB)

Kompetensi Dasar :

Pengetahuan

3.2 Menganalisis gerak lurus, pengaruh gaya terhadap gerak berdasarkan Hukum Newton, dan penerapannya pada gerak benda dan gerak makhluk hidup.

Keterampilan

4.2 Menyajikan hasil penyelidikan pengaruh gaya terhadap gerak benda.

Tujuan Pembelajaran :

Setelah mengikuti proses pembelajaran daring, peserta didik dapat :

1. Mengidentifikasi karakteristik gerak lurus beraturan dengan benar.

2. Menyebutkan contoh penerapan GLB dalam kehidupan sehari-hari dengan benar.

3. Mengidentifikasi karakteristik gerak lurus berubah beraturan dengan benar.

4. Menyebutkan contoh penerapan GLB dalam kehidupan sehari-hari dengan benar.

5. Membedakan pola tetesan oli dan ticker timer pada GLB dan GLBB dengan benar.

6. Menganalisis grafik hubungan antara kecepatan dan waktu pada GLB dan GLBB dengan benar.

7. Menerapkan perhitungan konsep GLB dan GLBB dalam kehidupan sehari-hari dengan benar.

Assalamualaikum Wr. Wb

Anak-anak, sebelum kita belajar IPA hari ini, jangan lupa untuk berdoa terlebih dahulu. Dengan doa dan upaya kalian yang sungguh-sungguh, Pak Arief yakin kalian akan mampu menguasai materi hari ini. Berikut Peta Konsep materi yang akan kita pelajari.

PETA KONSEP

APERSEPSI

Sebelum melanjutkan membaca ringkasan materi, silakan disimak dulu video berikut ini untuk memberikan gambaran mengenai materi yang akan kita pelajari.

RINGKASAN MATERI

Gerak lurus dapat kita bedakan menjadi dua yaitu GLB dan GLBB. Dalam kehidupan sehari-hari penerapan keduanya juga sudah kita alami seperti pada saat kita bersepeda di jalan menurun, ternyata hal ini merupakan salah satu contoh GLBB dan ketika sebuah kereta api melaju dengan kecepatan konstan yang merupakan salah satu contoh GLB.

A. Gerak Lurus Beraturan (GLB)

• Gerak lurus beraturan (GLB) merupakan jenis gerak pada lintasan lurus yang kecepatan geraknya tidak berubah (kecepatan konstan).
• Ciri-ciri GLB :
• Lintasannya lurus
• Kecepatannya tetap/konstan
• Tidak memiliki percepatan (percepatan sama dengan nol)
• Contoh dari GLB antara lain mobil mainan yang bergerak menggunakan baterai, gerak kereta api yang melaju dengan kecepatan tetap, gerak mobil di jalan tol yang speedometernya menunjukkan angka yang tetap.
• Pada GLB dirumuskan :
  

Keterangan :
v : kecepatan (m/s) atau (km/jam)
s : jarak/perpindahan (m) atau (km)
t : waktu (s) atau (jam)

• GLB dapat digambarkan pada pola tetesan oli dan ticker timer. 
• Tetesan oli merupakan pola tetesan oli sebuah kendaraan yang sedang melaju di jalan raya dengan tangki olinya bocor sehingga membentuk pola pada lintasan tempuhnya.  

  

  Pola Tetesan Oli untuk GLB

• Ticker timer merupakan alat yang digunakan untuk menyelidiki jenis gerak suatu benda seperti yang ditunjukkan gambar berikut.

• Pola tetesan oli dan ticker timer pada GLB menunjukkan jarak yang sama antar titik.

Grafik hubungan kecepatan terhadap waktu (v-t) pada GLB

Luas daerah yang diarsir di bawah grafik (warna merah) menunjukkan jarak yang ditempuh oleh benda tersebut dalam selang waktu tertentu.

Jarak yang ditempuh benda = luas persegi panjang

Contoh Soal :

1. Sebuah mobil bergerak dengan kelajuan 80 km/jam. Tentukan jarak yang ditempuh mobil tersebut selama 30 menit !

Penyelesaian:

Diketahui:

v = 80 km/jam

t = 30 menit = 0,5 jam

Ditanyakan: s = ?

Jawab:

v = s/t => s = v.t

s = 80 km/jam . 0,5 jam

s = 40 km

Jadi, jarak yang ditempuh mobil tersebut adalah 40 km.

2. Indra pergi ke toko buku yang berjarak 1,8 km dari rumahnya pukul 15.00. Agar Indra dapat sampai di toko pukul 15.30, maka dengan kecepatan berapa Indra harus mengayuh sepedanya ? Tentukan dalam SI (Satuan Internasional).

Penyelesaian:
Diketahui:
s = 1,8 km = 1.800 m
t = 15.30 - 15.00 = 30 menit = 1.800 s
Ditanyakan: v = ?
Jawab:
v = s/t
v = 1.800 m /1.800 s
v = 1 m/s

Jadi, Indra harus mengayuh sepedanya dengan kecepatan 1 m/s.

3. Budi pergi ke sekolah naik sepeda. Jarak dari rumah ke sekolah 1,8 km dan kecepatan sepedanya konstan sebesar 3 m/s. Jika masuk sekolah jam 07.00, maka pukul berapakah paling lambat Budi harus berangkat ke sekolah?
Penyelesaian:
Diketahui:
s = 1,8 km = 1.800 m
v = 3 m/s
Ditanyakan : t = ?
Jawab:
v = s/t => t = s/v
t = 1800 m / 3 m/s
t = 600 s = 10 menit

Jadi, agar sampai di sekolah pukul 07.00, maka budi harus berangkat 10 menit lebih awal yaitu pukul 06.50.

B. Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

• Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) merupakan jenis gerak pada lintasan lurus yang kecepatan geraknya berubah secara beraturan (bisa meningkat atau menurun). Perubahan kecepatan ini disebut dengan percepatan benda.
• Ciri-ciri GLBB :
• Lintasannya lurus
• Kecepatannya berubah secara beraturan
• Percepatannya tetap/konstan
• Berdasarkan nilai percepatan benda, gerak lurus berubah beraturan dibedakan menjadi dua yakni gerak lurus berubah beraturan dipercepat (GLBB dipercepat) ketika percepatan bernilai positif dan gerak lurus berubah beraturan diperlambat (GLBB diperlambat) ketika percepatan bernilai negatif. 
• Contoh GLBB dipercepat antara lain: benda jatuh bebas, kendaraan yang di gas, benda menuruni bidang miring.
• Contoh GLBB diperlambat antara lain: benda dilempar ke atas, kendaraan yang di rem, dan benda yang bergerak menaiki bidang miring.

Persamaan matematis pada GLBB antara lain :

Tips :

Dalam memilih persamaan matematis yang digunakan, perhatikan variabel/besaran yang ditanyakan dan diketahui dalam soal.

• GLBB juga dapat digambarkan pada pola tetesan oli dan ticker timer. 
• Ada dua jenis GLBB dalam pola-pola tersebut yakni untuk GLBB dipercepat dan GLBB diperlambat seperti yang ditunjukkan oleh gambar berikut.

Pola tetesan oli pada GLBB
  --> GLBB Dipercepat

  --> GLBB Diperlambat

Ingatlah !

• Cara membaca pola tetesan oli searah dengan arah gerak benda. Jika arah gerak benda ke kanan, maka pengamatan dimulai dari kiri ke kanan, begitu juga sebaliknya.
• Untuk GLBB dipercepat, jarak antar titik dari awal ke akhir semakin lama semakin jauh, sedangkan untuk GLBB diperlambat jarak antar titik dari awal ke akhir semakin lama semakin dekat.
• Dengan kata lain :
• Pola tetesan oli dari rapat ke renggang : GLBB dipercepat.
• Pola tetesan oli dari renggang ke rapat : GLBB diperlambat.

Pola ticker timer pada GLBB

     --> GLBB Dipercepat

     --> GLBB Diperlambat

Ingatlah !

• Cara membaca pola ticker timer berlawanan dengan arah gerak benda. Jika arah gerak benda ke kanan, maka pengamatan dimulai dari kanan ke kiri, begitu juga sebaliknya.
• Untuk GLBB dipercepat, jarak antar titik dari awal ke akhir semakin lama semakin jauh, sedangkan untuk GLBB diperlambat jarak antar titik dari awal ke akhir semakin lama semakin dekat.
• Dengan kata lain :
• Pola ticker timer dari rapat ke renggang : GLBB dipercepat.
• Pola ticker timer dari renggang ke rapat : GLBB diperlambat.

Grafik hubungan antara kecepatan terhadap waktu (v-t) pada GLBB

Grafik perubahan kecepatan terhadap waktu pada GLBB (a) dipercepat tanpa kecepatan awal, (b) diperlambat hingga berhenti, (c) dipercepat dengan kecepatan awal

Jarak yang ditempuh benda dapat dihitung dengan mencari luas daerah yang diarsir di bawah grafik.

• Untuk Grafik (a) dan (b) : Jarak yang ditempuh benda = luas segitiga
• Untuk Grafik (c) : Jarak yang ditempuh benda = luas trapesium

Kesimpulan :

Contoh Soal :

1. Sebuah mobil mempunyai kecepatan awal 3 m/s. Ketika perpindahannya bertambah sebesar 10 m, maka kecepatannya menjadi 5 m/s. Berapakah percepatan mobil tersebut ?

Penyelesaian:

Diketahui :

vo = 3 m/s

s = 10 m

v = 5 m/s

Ditanyakan : a =?

Jawab :

v²= vo² + 2as

5² = (3²) + (2 . a . 10)
25 = 9 + 20a
20a = 25 – 9
    a = 16/20
    a = 0,8 m/s²

Jadi, percepatan mobil tersebut adalah 0,8 m/s²

2. Sebuah benda bergerak dengan kecepatan awal 2 m/s. Setelah bergerak selama 8 sekon, kecepatan benda tersebut menjadi 36 km/jam. Berapakah jarak yang ditempuh benda selama waktu tersebut ?

Penyelesaian :

Diketahui :
vo = 2 m/s
v = 36 km/jam = 36 . 1000 / 3600 = 10 m/s
t = 8 s
Ditanyakan : s = ?
Jawab :
s =1/2 (v + vo) t
s = 1/2 (10 + 2) . 8 
s = 6 . 8
s = 48 m

Jadi, jarak yang ditempuh benda adalah 48 m.

3. Sebuah pesawat mendarat di bandara dengan kecepatan 150 m/s. Pesawat tersebut direm hingga berhenti dalam waktu 20 sekon. Berapakah percepatan dan jarak tempuh pesawat saat mendarat ?

Penyelesaian :

Diketahui :

v = 0 (Berhenti)

vo = 150 m/s

t = 20 s

Ditanyakan : a. a = ?

                     b. s = ?

Jawab :

a. Mencari percepatan (a) :

v = vo + a t

0 = 150 + (a . 20)

0 = 150 + 20a

-150 = 20a

     a = -150/20

     a = -7,5 m/s²

Tanda negatif (-) menunjukkan bahwa percepatannya diperlambat atau disebut perlambatan.

b. Mencari jarak tempuh pesawat saat mendarat (s) :

v² = vo² + 2as

v² = (150²) + 2 (-7,5) s

  0 = 22.500 – 15s

15s = 22.500

    s = 22.500/15

    s = 1.500 m = 1,5 km.

Jadi, percepatan dan jarak tempuh pesawat saat mendarat adalah -7,5  m/s² dan 1,5 km.

4. Sebuah sepeda motor yang mula-mula dipacu dengan kecepatan 10 m/s kemudian bergerak dipercepat selama 2 sekon hingga menempuh jarak 100 meter. Tentukan percepatan sepeda motor tersebut !

Penyelesaian :

Diketahui :

vo = 10 m/s

s = 100 m

t = 2 s

Ditanyakan : a = ?

Jawab :

s = vo t + 1/2 at² 

100 = 10 . 2 + 1/2 . a . 2² 

100 = 20 + 2a

  80 = 2a

     a = 40 m/s²

Jadi, percepatan sepeda motor tersebut adalah 40  m/s² .

5. Perhatikan grafik berikut !

Tentukan:
a) Jenis gerak dari masing-masing proses.

b) Jarak tempuh dari A-B-C

c) Jarak tempuh C-D
d) Jarak tempuh total
Penyelesaian :
a) Jenis gerak dari masing-masing proses.

• A-B : GLBB dipercepat (grafik naik)
• B-C : GLB (grafik mendatar)
• C-D : GLBB diperlambat (grafik turun)

b) Jarak tempuh dari A-B-C

Cara 1 :

• Jarak tempuh A-B = Luas Segitiga = 1/2 . alas . tinggi = 1/2 . 10 . 5 = 25 m.
• Jarak tempuh B-C = Luas persegi panjang = panjang . lebar = (15-10) . 5 = 5 . 5 = 25 m.
• Jarak tempuh A-B-C = Jarak tempuh A-B + Jarak tempuh B-C = 25 + 25 = 50 m.

Cara 2 :

• Jarak tempuh A-B-C = Luas trapesium = 1/2 (jumlah sisi sejajar) . tinggi = 1/2 (15 + 5) . 5 = 50 m

c) Jarak tempuh dari C-D

• Jarak tempuh C-D = Luas Segitiga = 1/2 . alas . tinggi = 1/2 . (17-15) . 5 = 5 m.

d) Jarak tempuh total

Cara 1 :

• Jarak tempuh total = jarak tempuh A-D adalah jumlah dari jarak A-B, B-C dan C-D.
• Jarak tempuh total = Jarak tempuh A-B + Jarak tempuh B-C + Jarak tempuh C-D= 25 + 25 + 5 = 55 m.

Cara 2 :

• Jarak tempuh total = Luas trapesium = 1/2 (jumlah sisi sejajar) . tinggi = 1/2 (17 + 5) . 5 = 55 m

Contoh soal lain dapat disimak DI SINI

REFERENSI

• Video referensi :
Beberapa video referensi terkait materi bisa dilihat dengan cara klik pada gambar. 

PENUGASAN MANDIRI

• Tugas dikerjakan di buku tugas dilengkapi cara mengerjakan (Diketahui, Ditanyakan Jawab) kemudian difoto.
• Tugas dikumpulkan melalui WA ke nomor HP Pak Arief maksimal 1 hari setelah pemberian tugas.
• Jangan lupa sampaikan salam dan perkenalkan diri dulu saat mengirimkan tugas.

Soal Latihan

1. Sebuah mobil bergerak dari Kota Surabaya mulai pukul 06.00 WIB dan sampai di Kota Probolinggo pada pukul 09.00 WIB. Jika jarak tempuh mobil tersebut 180 km, maka tentukan besar kecepatan mobil tersebut !

2. Sebuah truk yang mula-mula diam kemudian bergerak dipercepat selama 10 sekon hingga menempuh jarak 60 meter. Tentukan percepatan truk tersebut !

3. Sepeda motor bergerak lurus menuju lampu lalu lintas dengan kecepatan awal 20 m/s ke timur. Jika percepatan sepeda motor 3 m/s², maka tentukan besar kecepatan sepeda motor setelah menempuh perpindahan 200 m  !

4. Sebuah benda bergerak sesuai dengan gambaran grafik di bawah ini yaitu sebuah grafik yang menghubungkan antara kecepatan (v) terhadap waktu (t).

a. Sebutkan jenis gerak benda pada O-A, A-B, B-C dan C-D !

b. Berapa jarak yang ditempuh benda tersebut selama 8 sekon ?

SOAL HOTS 

Jika dikerjakan mendapat poin tambahan, jika tidak dikerjakan tidak apa-apa

Andrian mengendarai sepeda motornya dengan kecepatan 10 m/s. Karena ia melihat ada barisan bebek menyebrang jalan pada jarak 15 m, maka tiba-tiba motor direm dan berhenti setelah 2 detik. Apakah bebek tertabrak atau tidak?

~ Tetap Semangat Belajar IPA #dirumahaja ~