Materi Gerak Lurus Beraturan (GLB)
Gerak Lurus Beraturan (GLB) adalah gerak suatu benda pada lintasan lurus dengan kecepatan tetap. Artinya, benda menempuh jarak yang sama dalam selang waktu yang sama.
Rumus Dasar GLB
Keterangan:
v = kecepatan (m/s)
s = jarak (m)
t = waktu (s)
Variasi dalam GLB
- Menentukan jarak: s = v · t
- Menentukan waktu: t = s / v
Contoh Soal GLB
Penyelesaian:
Kesimpulan
GLB ditandai dengan kecepatan konstan dan percepatan nol. Jarak sebanding lurus dengan waktu tempuh.
Video Penjelasan
https://youtu.be/Eah9DnrrX9E?si=cL56le6QzydDiLp1
Video penjelasan 2 :
https://youtu.be/5ikiX0gv5w4?si=Uf73N-h69SWWrfpt
Video penjelasan 3:
https://youtu.be/51Usde7bk9Q?si=PKJ8rMjTx7oCuHWi
Materi Lengkap: Gerak Parabola
Ringkas — Intuitif — Disiapkan untuk Blogger (HTML siap tempel)
A. Pengertian Singkat
Gerak parabola adalah gerak suatu benda yang lintasannya berbentuk parabola akibat kombinasi gerak horizontal (GLB) dan gerak vertikal (GLBB) di bawah percepatan gravitasi g.
B. Komponen Kecepatan Awal
Jika kecepatan awal bernilai v0 dengan sudut lempar terhadap horizontal θ:
\(v_{0x} = v_0\cos heta\) dan \(v_{0y} = v_0\sin heta\)
C. Persamaan Gerak (Parametrik)
- Sumbu-x (horizontal):
Kecepatan tetap: \(v_x = v_0\cos heta\)
Posisi: \(x(t) = v_0\cos heta\cdot t\) - Sumbu-y (vertikal):
Kecepatan: \(v_y(t) = v_0\sin heta - g t\)
Posisi: \(y(t) = v_0\sin heta\cdot t - \tfrac{1}{2} g t^2\)
D. Besaran Penting dan Rumus
- Waktu mencapai titik tertinggi: \(t_{maks} = \dfrac{v_0\sin heta}{g}\)
- Tinggi maksimum: \(h_{maks} = \dfrac{(v_0\sin heta)^2}{2g}\)
- Waktu total (mendarat kembali pada ketinggian awal): \(t_{total} = \dfrac{2v_0\sin heta}{g}\)
- Jangkauan horizontal: \(R = \dfrac{v_0^2\sin 2 heta}{g}\)
E. Variasi dan Intuisi
Sudut lempar: 45° memberikan jangkauan maksimum pada ketinggian awal yang sama. Sudut komplementer (θ dan 90°−θ) memberi jangkauan yang sama jika ketinggian awal sama.
Jika ketinggian awal ≠ 0: rumus jangkauan dan waktu perlu disesuaikan dengan menyelesaikan persamaan posisi vertikal untuk t saat y = ketinggian akhir.
F. Contoh Soal Terpilih (dengan pembahasan)
Contoh 1 — Soal Dasar
Soal: Sebuah bola dilempar dengan \(v_0 = 20\,\mathrm{m/s}\) pada sudut \(30^\circ\) terhadap horizontal. Hitung: waktu total, tinggi maksimum, dan jangkauan.
Pembahasan (intuitif):
- Komponen kecepatan: \(v_{0x}=20\cos30^\circ=10\sqrt3\,\mathrm{m/s},\quad v_{0y}=20\sin30^\circ=10\,\mathrm{m/s}\).
- Waktu total: \(t_{total}=\dfrac{2v_{0y}}{g}=\dfrac{2\cdot10}{10}=2\,\mathrm{s}\).
- Tinggi maksimum: \(h_{maks}=\dfrac{v_{0y}^2}{2g}=\dfrac{10^2}{2\cdot10}=5\,\mathrm{m}\).
- Jangkauan: \(R=v_{0x}\cdot t_{total}=10\sqrt3\cdot2=20\sqrt3\approx34{,}64\,\mathrm{m}\).
Jawaban: \(t_{total}=2\,\mathrm{s}\), \(h_{maks}=5\,\mathrm{m}\), \(R\approx34{,}6\,\mathrm{m}\).
Contoh 2 — Sudut Komplementer
Soal: Kecepatan awal 40 m/s. Hitung jangkauan bila sudut lempar 30° dan 60°.
Pembahasan singkat: Rumus jangkauan \(R=\dfrac{v_0^2\sin2\theta}{g}\). Karena \(\sin(60^\circ)=\sin(120^\circ)\), jangkauan untuk 30° dan 60° sama.
Hasil: \(R=80\sqrt3\approx138{,}6\,\mathrm{m}\).
G. Soal Latihan (bertingkat)
- Mudah: Bola dilempar horizontal dari ketinggian 20 m dengan kecepatan 10 m/s. Berapa waktu sampai menyentuh tanah dan seberapa jauh dari titik lepasnya?
- Sedang: Suatu proyektil diluncurkan dengan kecepatan 50 m/s pada sudut 37°. Tentukan waktu mencapai titik tertinggi dan jangkauan. (gunakan g = 9,8 m/s²)
- Sulit: Dari puncak gedung setinggi 45 m, sebuah benda dilempar dengan sudut 20° ke bawah (relatif terhadap horizontal) dengan kecepatan 15 m/s. Tentukan waktu hingga benda menyentuh tanah dan posisi horizontalnya relatif ke dasar gedung.
H. Tips Penyelesaian Soal
- Pisahkan gerak menjadi komponen x dan y dan gunakan persamaan yang sesuai (GLB untuk x, GLBB untuk y).
- Perhatikan tanda pada komponen vertikal saat lemparan ke bawah atau ke atas.
- Jika ketinggian awal ≠ 0, cari t dari persamaan y(t)=y_{akhir} (kuadrat) lalu pilih akar t>0.
Komentar
Posting Komentar