walt disney orlando

walt disney orlando

Rabu, 27 Juni 2012

Bahan Ajar materi fisika tentang gerak lurus







Standar Kompetensi
           
-            Memahami gejala-gejala alam melalui pengamatan

Kompetensi Dasar

1.2  Menganalisis data percobaan gerak lurus beraturan dan gerak lurus berubah beraturan serta penerapannya dalam kehiduupan

Tujuan pembelajaran  :

S     Setelah mempelajari bab ini diharapkan kalian dapat

  1. Membuat grafik perpindahan terhadap waktu berdasarkan percobaan jika benda bergerak dengan laju tetap dan laju makin besar
  2.  Menemukan persamaan laju ( meter/sekon = perpindahan yang di tempuh ( meter) tiap satuan waktu yang diperlukan (sekon)
  3. Menunjukan konsep gerak lurus beraturan (GLB) dalam kehidupan sehari-hari
  4.  Mendeskripsikan percepatan sebagai perubahan kecepatan setiap waktu ( meter per sekon kuadrat  = m/s2 )  
  5. Menyelidiki gerak lurus berubah beraturan ( GLBB) dipercepat beraturan dengan tiker timer  
  6. Menunjukan konsep GLBB dalam kehidupan sehari-hari

Pendahuluan

Gerak      
        
            Kamu pasti sering mendengar kata gerak. Kita berjalan, kita sebut kita bergerak. Kita melihat motor berjalan atau mobil berjalan, kita juga bilang motor atau mobil berjalan, kita juga bilangmotoratau mobil itu bergerak. Nah sekarang apakah yangdimaksud dengan gerak dalam fisika ?

Gerak Relatif

            Dalam fisika, gerak dihubungkan dengan perubahan posisi benda terhadap suatu titik acuan. Titik acuan adalah titik yang dijadikan sebagai patokan. Berdasarkan titik acuan, tidak semua benda bergerak memang benar-benar bergerak. Seperti kita melihat mobil yang berjalan dipinggir jalan, kita katakan mobil itu bergerak. Namun jika kita tinjau posisi sopir terhadap mobil, kita tidak bisa kita katakan sopir juga bergerak,  Sopir relatif diam terhadap mobil yang dikendarainya.
Jadi, gerak relatif adalah gerak yang dipandang suatu titik acuan tertentu. Benda dikatakan bergerak jika posisi benda tersebut berubah dari titik acuan tersebut digunakan. Sebaliknya beanda dikatakan diam jika memang tidak ada perubahan posisi antara benda dengan titik acuannya,

Gerak Semu

            Pernahkah kamu melihat matahari terbit atau terbenam? Biasanya, jika kita berada dipinggir pantai atau dipuncak gunung, kita dapat melihat matahari terbit atau terbenam dengan jelas.
            Kita melihat matahari selalu terbit dari arah timur dan terbenam diarah barat. Apakah memang benar demikian? sebenarnya, matahari tidak bergerak dari arah timur kearah barat seperti yang kita lihat matahari relatif diam terhadap bumi, planet tempat kita tinggal. Sebenarnya yang bergerak adalah bumi, karena bumi berotasi ( berputar mengelilingi porosnya sendiri ) dengan arah dari barat ke timur. Rotasi yang dilakukan oleh bumi sangat cepat sehingga kita dan makhluk lainnya yang tinggal dibumi tidak bisa merasakannya.
            Sebagai akibatnya, kita melihat mataharilah yang beergerak dari timur ke barat.Pada waktu malam hari yang cerah, cobalah perhatikan bulan dan bintang-bintang dilangit. Apakah bulan dan bintang-bintang itu bergerak?

Besaran –Besaran dalam gerak yang perlu kamu pahami
            Dalam mempelajari gerak, ada sejumlah besaran-besaran yang terkait dengan gerak agar lebih mudah mempelajari materi gerak lanjut. Besaran tersebut dalah jarak, perpindahan, laju, kecepatan, percepatan

Jarak (s) dan perpindahan (s)
            Jarak dan perpindahan , merupakan dua besaran yang berbeda. Namun, sering kali dua besaran ini sering disamakan tentu saja hal tersebut keliru. Berikut ini perbedaan antara jarak dan perpindahan.

  











Sama halnya dengan jarak dan perpindahan, laju dan kecepatan sering kali tertukar atau disamakan. Padahal, laju dan kecepatan dua besaran yang berbeda. Berikut ini perbedaannya.







Gerak berdasarkan Lintasan

Lintasan adalah titik yang di lalui oleh benda bergerak. Berdasarkan lintasannya gerak dibedakan
menjadi gerak lurus dan gerak lengkung.

1.      Gerak lurus dalah gerak yang lintasannya berbentuk lurus. Sebagai contoh, gerak lurus beraturan ( GLB ) dan gerak lurus berubah beraturan (GLBB).
2.      Gerak lengkung adalh gerak yang lintasannya berbentuk lengkung. Sebagai contoh, gerak melingkar dan gerak parabola.

1.  Gerak Lurus Beraturan ( GLB)

Gerak lurus beraturan (GLB) adalah gerak yang lintasannya berbentuk gerak lurus dengan
kecepatan yang selalu tetap. jadi, karena kecepatannya tetap, gerak ini disebut gerak lurus
beraturan. Istilah lain untuk kecepatan tetap adalah kecepatan konstan.





Pada GLB, berlaku persamaan- persamaan berikut :


    



        
    Hubungan antara kecepatan dan waktu serta jarak dan waktu pada gerak lurus beraturan dapat kita gambarkan secara grafik seperti gambar di bawah                                                       














                                                                                                            
Untuk grafik jarak ( s ) sebagai fungsi waktu ( t ), kemiringan ditentukan oleh kecepatan (laju). Makin beser kemiringan, makin besar kecepatan. Hal ini dapat di jelaskan dengan grafik sebagai berikut ,




 
                                                                 


                                                                                               
                                                            


Pada gambar (a) tersebut Jarak 4 m ditempuh selama dalam waktu 2 s. Sementara itu pada gambar (b) jarak 4 m yang ditempuh dalam waktu  6 s. Dalam hal ini, grafik (a) mempunyai kemiringan yang lebih besar daripada grafik (b), sehingga untuk mengetahui kemiringannya dengan menggunakan rumus kecepatan yaitu

Kegiatan 1.1
Gerak lurus beraturan

A    Alat dan bahan
  1. ·   Satu set kereta dinamik/ mobil-mobilan
  2. ·   Penggaris
  3. ·   Gunting
  4. ·    Kertas milimeter
Cara kerja 
1.     Sediakan tiker timer ( pewaktu ketik ) dan troli ( kereta dinamik)
2.     Hubungkan troli dengan ticker timer
3.     Tariklah troli dengan kecepatan tetap
4.     Ambillah pita pada ticker timer yang telah terketik
5.     Potong-potonglah pita tersebut misalnya setiap 5 cm, kemud  ian susunlah secara berjajar    pada kertas milimeter.

Pertanyaan
1.      Bagaimana bentuk ketikan pada pita ticker timer saat dijajarkan ?
2.      Misalkan ketikan tersebut dibuat grafik, bagaimana bentuk grafik tersebut?
3.      Tuliskan kesimpulan kelompok kalian secara singkat dan jelas.

2   Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

Gerak lurus berubah beraturan adalah gerak yang lintasannya berbentuk garis lurus dengan kecepatan yang selalu berubah secara beraturan. Dengan demikian, dalam GLBB, terjadi perubahan kecepatan, tetapi beraturan sehingga disebut gerak lurus berubah beraturan. Pada GLBB, berlaku persamaan berikut   :
 





Kegiatan 1.2

Gerak lurus berubah baraturan
          Alat dan bahan
  • ·         Satu set kereta dinamik/ mobil-mobilan
  • ·         Penggaris
  • ·         Gunting
  • ·         Kertas milimeter
Cara kerja 

1.     Sediakan tiker timer ( pewaktu ketik ) dan troli ( kereta dinamik)
2.     Hubungkan troli dengan ticker timer
3.     Tariklah troli dengan kecepatan tetap
4.     Ambillah pita pada ticker timer yang telah terketik
5.   Potong-potonglah pita tersebut misalnya setiap 5 cm, kemudian susunlah secara berjajar pada kertas milimeter.

Pertanyaan

              1.      Mengapa papan luncr tersebut di buat miring ?
              2.      Bagaimana kelajuan troli ketika mendekati dadar papan luncur?
              3.      Bagaimana gerak troli ketika di sentakkan ke atas?
            4.     Tuliskan kesimpulan kelompok kalian secara singkat dan jelas!

a        Gerak Jatuh Bebas
Gerak Jatuh bebas adalah gerak lurus berubah beraturan pada lintasan sumbu secara vertikal. gerak jatuh bebas hanya dipengaruhi oleh gaya gravitasi. Oleh karena itu, jika kamu menjatuhkan dua benda yang massanya  berbeda pada ketinggian sama, keduanya akan jatuh pada saat bersamaan, kecuali perbedaan massa kedua benda sangat besar. benda yang masssanya ringan mengalami hambatan lebih besar sehingga benda dengan massa besaranya jatuh terlebih dahulu.
Gerak jatuh bebas dapat dibedakan menjadi dua yaitu sebagai berikut         :
a.    Gerak jatuh bebas diperlambat
terjadi apabila benda bergerak berlawanan arah dengan percepatan grafitasi bumi ( benda dilempar keatas )
b.    gerak jatuh bebas dipercepat
terjadi apabila benda bergerak searah dengan perepatan grafitasi bumi ( benda dijatuhkan dari ketinggian tertentu).
Pada gerak jatuh bebas, berlaku persamaan-persamaan berikut          :

 






·        

b         Gerak Vertikal
Jika sebuah bola dilemparkan vertikal ke atas, benda pada suatu saat akan mencapai tinggi maksimum. Kemudian benda berbalik arah ke bawah dan akhirnya kembali ke bawah. Pada dasarnya, gerakan ke atas atau ke bawah merupakan gerak dengan percepatan tetap. Percepatan tersebut adalah percepatan gravitasi bumi ( g ). Arah percepatan gravitasi bumi selalu vertikal ke bawah ( negatif ). Akibatnya, pada saat benda bergerak ke atas, benda melakukan gerak diperlambat beraturan. Sebaliknya, pada saat benda bergerak ke bawah, benda melakukan gerak dipercepat beraturan. Pada saat benda dilempar ke atas, kecepatan benda berangsur-angsur berukuran sampai pada ketinggian maksimum  benda akan berhenti ( vt = 0 ), kemudian benda berbalik arah ke bawah sebagai gerak jatuh bebas ( gerak vertikal kebawah tanpa kecepatan awal).
Gerak vertikal dibedakan menjadi dua, yaitu gerak vertikal ke atas dan gerak vertikal ke bawah. Gerak vertikal ke atas terjadi dengan kecepatan awal vo dan percepatan melawan gravitasi bumi ( - g ). Pada saat mencapai puncak, seolah-olah benda diam sesaat, vt = o sehingga berlaku rumus  :






·   


1  Sebuah spedometer mobil menunjukkan 72 km/ jam, jika dinyatakan dalam m/s, nilai speedometer tersebut menjadi ....
Jawab         :
72 km/jam = 72 km/jam = 72 . 1000 m/ 3600 s = 72000 m/3600 s = 20m/s
Jadi, 72 km/jam dinyatakan dalam m/s menjadi 20 m/s
2  Lia pergi ke rumah Sani dengan mengendarai sepeda. Jika jarak tempuh dari rumah lia ke rumah Lia ke rumah Sani 450 m dalam waktu 15 menit. Berapakah laju sepeda yang dikendarai oleh Lia ?
penyelesaian           :
Diketahui    : s = 450 m
                          t = 15 menit = 15 x 60 s = 900 s
Ditanyakan : v = ....?
Jawab         : v = s/t
                             = 450/ 900 s              
                             = 0,5 m/s
Jadi, laju sepeda yang dikendarai Lia adalah 0,5 m/s
3  Kereta api berangkat dari stasiun A pukul 08.45 WIB dan tiba di stasiun B pukul 09.30 WIB. Jika panjang rel dari stasiun A ke stasiun B adalah 75 km, berapakah besar   kecepatan rata-rata kerata api tersebut ?




















4   Dalam waktu 3 s, besar kecepatan mobil berubah sebesar dari 3 m/s menjadi 18 m/s. Berapakah percepatan yang dialami oleh mobil tesebut ?
     Penyelesaian           :

















5   Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan sebesar 12 m/s. Kemudian mobil itu direm secara teratur sehingga berhenti setelah 4 sekon dan pengereman. Hitunglah jarak yang ditempuh mobil dari mulai direm sampai berhenti.
     Jawab :
     Perlambatan yang terjadi adalah  m/s2, artinya, setiap sekon 4 s kecepatan mobil berkurang 3 m/s dan akan berhenti setelah bergerak 4 sekon kecepatan mobil mula-mula .vo = 0
     Setelah 1 s, kecepatannya 9 m/s
                 2 s , kecepatannya 6 m/s
                 3 s , kecepatannya 3 m/s
                 4 s, kecepatannya 0 m/s











       







                  









     S = ½ alas x tinggi
        =  ½ 4 x12 = 24 m (jarak yang di tempuh)
                                                                                                                                                                        
6   Sebuah benda di jatuhkan dari ketinggian 200 m di atas tanah
            a.    Tentukan waktu yang di perlukan benda untuk mencapai tanah
b   Tentukan kecepatan benda saat menyentuh tanah






7    Seorang pelari berlari 600 m ke utara, kemudian 300 m ke selatan. Berapa jarak dan perpindahan pelari itu jika dihitung dari titik asal ?
Pembahasan 
a.         Jarak yang ditempuh = 600 m +300 m= 900 m
b.        Perpindahan = 600 m ke utara + 300 m ke selatan
= 600 m – 300 m
= 300 m ( arahnya ke utara ) 

8   Sebuah benda di perlambat beraturan dengan kecepatan awal 30 m/s. Sepuluh sekon kemudian benda berhenti, berapakah perlambatannya? 















  









9     Nyatakan  ke dalam satuan m/s !
       (a) 36 km/jam                   (b) 60 km/jam
       Jawab       : 




















10   Jika sebuah mobil dengan kecepatan 2,0 m/s mengalami percepatan +6,0 m/s2 selama 2,5 sekon. Berapakah kecepatan akhirnya?























Jadi perubahan kecepatan akhir mobil tersebut adalah 17 m/s




 Pemahaman konsep

I.     Berilah tanda silang ( x )  pada salah satu huruf a.b, c, dan d pada jawaban yang tepat

1  Gerak lurus adalah....
a.    gerak yang lintasannya berbentuk lurus
b.    gerak yang lintasannya berbentuk lengkung
c.    gerak yang lintasannya berbentuk melingkar
d.   gerak yang lintasannya berbentuk parabola
2  Gerak relatif adalah ...
a.    gerak yang berdasarkan pada dua  titik acuan
b.    gerak yang berdasarkan pada bentuk lintasan
c.    gerak yang ber dasarkan pada titik acuan tertentu
d.   gerak yang berdasarkan pada perubahan kecepatannya

3  Penyebab matahari seperti bergerak dari arah timur ke barat adalah ....
a.    rotasi bumi
b.    rotasi matahari
c.    revolusi bumi
d.   revolusi matahari

4     Nilai yang tertera dalam spedometer mobil, sebenarnya menunjukan besar...
a.    kelajuan
b.    kecepatan
c.    percepatan
d.   waktu

5   Jika kita naik kereta api, kita melihat pohon-pohon atau orang-orang dipinggir jalan yang dilewati seperti bergerak. Hal itu disebabkan acuan gerak yang kita gunakan adalah....
a.    rel kereta api
b.    kereta api
c.    pohon-pohon dipinggir jalan
d.   orang-oarang dipinggir jalan

6          Percepatan pada gerak lurus beraturan  adalah...
a.    bertambah
b.    berubah
c.    tetap
d.   nol

7          Pada GLBB, perubahan kecepatan selalu....
a.    tetap setiap detik
b.    berbeda setiap detiknya
c.    lebih besar setiap detiknya
d.   lebih kecil setiap detiknya

8   Sebuah spidometer mobil menunjukkan 144 km/jam, jika dinyatakan dalam m/s, nilai spidometer tersebut menjadi...
a.    4 m/s
b.    40 m/s
c.    2,5 m/s
d.   25 m/s

9          Gerak jatuh bebas dapat dipengaruhi oleh...
a.    berat benda
b.    massa benda
c.    kecepatan benda
d.   percepatan gravitasi bumi

10      Pada ketinggian dalam gerak jatuh bebas, laju benda sama dengan....
a.    nol
b.    maksimum
c.    ¼ dari kecepatan maksimum
d.   ½ dari kecepatan maksimum

II.     Jawablah pertanyaan—pertanyaan berikut ini dengan benar !

1.  Didalam kereta yang sedang berjalan, seorang anak mondar-mandir di dalam gerbang sambil melempar-lemparkan kelereng keatas lalu menangkapnya kembali, sebutkan empat gerakan yang dilakukan oleh kelereng !
2. Orang bersepeda menempuh jarak 180 m dalam selang waktu 30 sekon. Berapakah kelajuannya?
3.   Sebuah pesawat terbang berangkat dari Jakarta pukul 10.00, sampai di surabaya pukul 10.40. Apabila kecepatan pesawat terbang itu 1600 km/jam, hitunglah jarak Jakarta- Surabaya!
4.  Sebuah benda memiliki kelajuan sebesar 3m/s setelah 5 sekon, kelajuannya menjadi 13 m.s. Berapakah percepatannya dan jarak yang ditempuh !
5.   Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) dibedakan menjadi dua, sebutkan dan jelaskan!


###......... Selamat Belajaar ,..Semoga sukses ..............###

Tidak ada komentar: