Gerak Lurus Berubah Beraturan: Pengertian, Rumus, dan Contoh Soalnya

ilustrasi Gerak Lurus Berubah Beraturan. Unsplash/ Anoushka P.

Materi fisika mengajarkan beberapa pelajaran tentang perubahan gerak suatu benda. Salah satunya adalah gerak lurus berubah beraturan. Gerak yang satu ini adalah salah satu konsep dasar dalam fisika yang memiliki banyak aplikasi dalam kehidupan sehari-hari.

Gerak merupakan sebuah perubahan posisi (kedudukan) suatu benda terhadap sebuah acuan tertentu. Perubahan letak suatu benda, dapat dilihat dengan membandingkan letak benda tersebut terhadap suatu titik yang diangggap tidak bergerak (titik acuan).

GLBB atau Gerak Lurus Berubah Beraturan merupakan materi fisika tentang kinematika yang biasanya dipelajari pada jenjang sekolah menengah, baik sekolah menengah pertama (SMP) maupun sekolah menengah atas (SMA).

Pengertian Gerak Lurus Berubah Beraturan

ilustrasi Gerak Lurus Berubah Beraturan. Unsplash/Thisis Engineering.

Mengutip dari buku Ensiklopedia Rumus Fisika SMA 1, 2, 3, Basyit Badriyah, pengertian GLBB merupakan gerak lurus pada arah mendatar dengan kecepatan (v) yang berubah setiap saat karena adanya percepatan yang tetap.

Artinya, benda yang melakukan gerakan dari keadaan diam akan berubah kecepatannya karena adanya percepatan (a = +) atau perlambatan (a = -).

GLBB berkaitan dengan kecepatan, perubahan kecepatan, kecepatan awal, kecepatan akhir, percepatan, perlambatan, jarak, waktu, serta jarak.

Suatu benda dapat disebut gerak lurus berubah beraturan jika benda tersebut bergerak pada lintasan lurus dan tidak berbelok, benda mempunyai kecepatan tetap atau konstan dan suatu benda yang memiliki percepatan 0 m/s².

GLBB merupakan gerak benda dengan lintasan garis lurus dan kecepatannya berubah setiap saat. GLBB dapat dibedakan menjadi dua jenis, yakni Gerak Lurus dipercepat Beraturan dan Gerak Lurus Diperlambat Beraturan. Berikut penjelasannya:

1. GLBB Dipercepat

GLBB dipercepat merupakan gerak benda yang semakin lama kecepatannya semakin besar (arah percepatan searah dengan gerak benda). Dalam gerak lurus berubah beraturan dipercepat, kecepatan benda meningkat seiring waktu berjalan.

Adapun beberapa contoh GLBB atau gerak lurus berubah beraturan dipercepat dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut:

2. GLBB Diperlambat

GLBB diperlambat adalah gerak benda yang semakin lama kecepatannya semakin kecil (arah percepatan berlawanan dengan gerak benda). Dalam gerak lurus berubah beraturan diperlambat, kecepatan benda tersebut berkurang seiring waktu berjalan.

Adapun beberapa contoh GLBB atau gerak lurus berubah beraturan diperlambat dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut.

Rumus Gerak Lurus Berubah Beraturan

Ilustrasi Gerak Lurus Berubah Beraturan. Unsplash/Zoran B.

Setelah memahami pengertian gerak lurus berubah beraturan di atas, berikut beberapa rumus GLBB (Gerak Lurus Berubah Beraturan) yang wajib diketahui pelajar.

Kecepatan dapat dihitung dengan jarak yang berbanding terbalik oleh waktu, sehingga dapat dituliskan kedalam suatu rumus yang bentuknya sebagai berikut:

1. Rumus Kecepatan Akhir GLBB

Kecepatan akhir dalam gerak lurus berubah beraturan dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut:

Vt = vo+a.t

Keterangan:

2. Rumus Kecepatan Awal GLBB

Kecepatan awal dalam gerak lurus berubah beraturan dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut:

V0 = vt – at

Keterangan:

3. Rumus Percepatan GLBB

Percepatan dalam gerak lurus berubah beraturan dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut:

a = (vt – v0) / t

Keterangan:

4. Rumus Jarak GLBB

Persamaan jarak dalam gerak lurus berubah beraturan dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut:

S = vo.t+12.a.t2

Keterangan:

5. Rumus Kecepatan sebagai Fungsi Jarak

Kecepatan sebagai fungsi jarak dalam gerak lurus berubah beraturan dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut:

Vt2=2.a.s+vo2

Keterangan:

Rumus gerak lurus berubah beraturan atau GLBB di atas dapat digunakan untuk menghitung berbagai besaran terkait gerak lurus berubah beraturan, seperti:

Contoh Soal Gerak Lurus Berubah Beraturan

ilustrasi Gerak Lurus Berubah Beraturan. Unsplash/Kimberly Farmer.

Berikut adalah beberapa contoh soal beserta pembahasannya tentang gerak lurus berubah beraturan:

1. Sebuah mobil bergerak lurus dengan percepatan sebesar 2m/s2. Awalnya, mobil bergerak dengan kecepatan 10m/s. Berapa kecepatan mobil setelah 5 detik?

Diketahui:

Untuk menentukan kecepatan mobil setelah 5 detik, kita dapat menggunakan rumus gerak lurus berubah beraturan:

vt=vo+a.t

Jawaban:

vo=10m/s a=2m/s2 t=5s vt=10+(2.5) vt=10+10 vt=20m/s

Jadi, kecepatan mobil setelah 5 detik adalah 20m/s .

2. Sebuah objek dilempar ke atas dengan kecepatan awal 20m/s. Jika percepatan gravitasi adalah 10m/s2, berapa waktu yang diperlukan objek untuk mencapai titik tertinggi?

Diketahui:

Kita akan menggunakan rumus gerak lurus berubah beraturan untuk menghitung waktu. Percepatan negatif (−10m/s2) digunakan karena objek bergerak melawan gravitasi saat bergerak ke atas!

vt=vo+a.t

Jawaban:

vo=20m/s a=−10m/s2 t=0 s (kecepatan akhir saat mencapai titik tertinggi, karena objek akan berhenti sejenak).

Maka :

0=20−10.t 10.t=20 t=2010=2s

Jadi, waktu yang diperlukan objek untuk mencapai titik tertinggi adalah 2 detik.

3. Budi mampu berlari dengan kelajuan tetap 18 km/jam⁻¹ dalam selang waktu 10 menit. Berapa meter jarak yang ditempuhnya dalam selang waktu tersebut?

Diketahui:

v = 18 km/jam⁻¹ = 18.000/3.600 ms⁻¹ = 5 ms⁻¹ t = 10 menit = 600 s

Jawaban:

s = v x t s = 5 ms⁻¹ x 600 s s = 3.000 m

Jadi, jarak yang ditempuh dalam selang waktu 10 menit adalah 3.000 m.

4. Sebuah bola mula-mula dalam keadaan diam pada lantai yang licin, kemudian bola didorong sehingga mengalami percepatan sebesar 4 m/s2, tentukan kecepatan bola setelah bergerak selama 8 sekon!

Diket:ahui

v0 = 0 m/s a = 4 m/s2 t = 8 s

Jawaban:

v8 = v0 + a.t v8 = 0 + 4.8 v8 = 32 m/s

Jadi, kecepatan bola setelah bergerak 8 sekon adalah 32 m/s.

5. Sebuah motor balap direm dengan perlambatan konstan dari kelajuan 50 m/s menjadi 30 m/s dalam jarak 80 m. Berapa jarak total (m) yang telah ditempuh oleh motor tersebut sampai akhirnya berhenti adalah?

Diketahui:

v1 = 50 m/s v2 = 30 m/s s12 = 80 m

Jawaban:

v22 = v12 + 2.a.s12 900 = 2500 + 2.a.80 a = -10 m/s2 …(1) v32 = v12 + 2.a.s13 0 = 2500 + 2.(-10).s13 s13 = 125 m …(2)

Jadi, jarak yang ditempuh motor balap hingga berhenti adalah 125 m.

6. Sebuah kelereng mula-mula dalam keadaan diam pada lantai yang licin, kemudian kelereng didorong sehingga mengalami percepatan sebesar 2 ms⁻2, tentukan kecepatan kelereng setelah bergerak selama 4 sekon.

Diketahui

v0 = 0 ms⁻1 a = 2 ms⁻2 t = 4s

Jawaban:

v4 = v0 + a.t v4 = 0 + (2 ms⁻2)(4s) v4 = 8 ms⁻1

Jadi, kecepatan kelereng setelah bergerak 4 sekon adalah 8 ms⁻1.

Pengertian gerak lurus berubah beraturan beserta rumus dan contoh soalnya di atas semoga dapat menambah wawasan dan pemahaman pelajar dalam di bidang fisika. Jangan lupa untuk mempelajari rumusnya agar dapat mengerjakan soal GLBB dengan mudah. (APR)