Gerak Lurus Beraturan

Gerak yang Tidak Mengubah Kecepatan

Gerak lurus beraturan, disingkat GLB, adalah gerak pada lintasan lurus dengan kecepatan tetap. Tetap berarti besar kecepatannya sama dan arahnya juga tidak berubah.

Bayangkan kereta kecil yang bergerak di rel lurus. Jika setiap $1\text{ s}$ kereta berpindah $2\text{ m}$ , lalu detik berikutnya juga $2\text{ m}$ , geraknya termasuk GLB.

Pada GLB, benda boleh terus bergerak. Yang tidak berubah adalah kecepatannya.

\begin{aligned} \Delta x &= v\Delta t \\ x(t) &= x(t_0)+v(t-t_0) \end{aligned}

Simbol $x(t_0)$ dan $x(t)$ menyatakan posisi pada waktu awal dan akhir, $v$ menyatakan kecepatan tetap, $\Delta t=t-t_0$ menyatakan selang waktu, dan $\Delta x$ menyatakan perpindahan.

Posisi pada Selang Waktu yang Sama

Jika posisi benda dicatat setiap selang waktu yang sama, GLB menghasilkan jarak antartitik yang sama. Pita pencatat waktu bekerja dengan memberi tanda pada pita dalam selang waktu yang tetap. Jarak antartanda menunjukkan seberapa jauh benda bergerak selama setiap selang waktu.

Misalkan posisi awal benda $x_0=1\text{ m}$ dan kecepatannya $+2\text{ m/s}$ . Artinya, setiap detik posisi bertambah $2\text{ m}$ .

Waktu	Posisi
$0\text{ s}$	$1\text{ m}$
$1\text{ s}$	$3\text{ m}$
$2\text{ s}$	$5\text{ m}$
$3\text{ s}$	$7\text{ m}$
$4\text{ s}$	$9\text{ m}$
$5\text{ s}$	$11\text{ m}$

Posisi benda berubah, tetapi selisih antara dua posisi berturut-turut tetap $2\text{ m}$ . Nilai posisi bertambah dari $1\text{ m}$ menjadi $3\text{ m}$ , lalu $5\text{ m}$ , dan seterusnya.

Posisi Mobil pada GLB

Ubah kecepatan tetap untuk melihat jarak antarjejak selalu sama pada setiap detik.

Kecepatan tetap: $4\text{ m/s}$
Selang waktu antarjejak: $1\text{ s}$
Jarak antarjejak: $4\text{ m}$
Waktu gerak: $5\text{ s}$

Menghitung Posisi Akhir

Misalkan benda mulai dari $x_0=1\text{ m}$ dan bergerak ke kanan dengan kecepatan tetap $v=2\text{ m/s}$ selama $5\text{ s}$ . Perpindahannya:

\begin{aligned} \Delta x &= v\Delta t \\ &= 2(5) \\ &= 10\text{ m} \end{aligned}

Posisi akhirnya:

\begin{aligned} x_t &= x_0+\Delta x \\ &= 1+10 \\ &= 11\text{ m} \end{aligned}

Perhitungan ini bekerja karena kecepatan tidak berubah. Jika kecepatannya berubah, kita tidak boleh langsung memakai satu nilai $v$ tetap untuk seluruh gerak.

Membaca GLB dari Grafik

Dua grafik menandai GLB. Grafik kecepatan terhadap waktu harus mendatar, sedangkan grafik posisi terhadap waktu harus berupa garis lurus dengan gradien tetap.

Grafik	Bentuk pada GLB	Maknanya
Kecepatan terhadap waktu	Garis horizontal	Kecepatan tetap
Posisi terhadap waktu	Garis lurus miring	Posisi berubah teratur

Luas bertanda antara grafik kecepatan-waktu dan sumbu waktu sama dengan perpindahan. Untuk kecepatan tetap, luasnya berbentuk persegi panjang, sehingga $\Delta x=v\Delta t$ . Daerah di bawah sumbu waktu menyumbang perpindahan negatif.

Pada grafik posisi-waktu, kemiringan garis menyatakan kecepatan. Tanda kemiringan memberi arah, sedangkan nilai mutlak kemiringan yang lebih besar berarti kelajuan yang lebih besar. Untuk GLB, garisnya tetap lurus karena kemiringannya tidak berubah dari awal sampai akhir.

Arah Membedakan Kelajuan Tetap dan Kecepatan Tetap

GLB membutuhkan kecepatan tetap. Artinya, besar dan arah gerak harus tetap. Kelajuan tetap hanya memastikan besarnya.

Mobil yang bergerak dengan kelajuan tetap di lintasan melingkar tidak termasuk GLB, karena arah kecepatannya terus berubah. Sebaliknya, kereta yang bergerak lurus dengan besar dan arah kecepatan tetap termasuk GLB.