Gerak Lurus Berubah Beraturan

Gerak Lurus dengan Perubahan yang Teratur

Gerak lurus berubah beraturan, disingkat GLBB, adalah gerak pada lintasan lurus dengan percepatan tetap. Percepatan tetap berarti kecepatan berubah dengan tambahan yang sama setiap selang waktu yang sama.

Kalau mobil awalnya $0\text{ m/s}$ lalu bertambah $2\text{ m/s}$ setiap detik, kecepatannya menjadi $2$ , $4$ , $6$ , dan seterusnya. Perubahannya teratur, bukan loncat-loncat.

Pada GLBB, yang tetap bukan kecepatannya. Yang tetap adalah percepatannya.

v_t=v_0+at

Di sini, $v_0$ adalah kecepatan awal, $v_t$ kecepatan setelah waktu $t$ , $a$ percepatan, dan $\Delta x$ perpindahan.

Jejak Benda Tidak Lagi Berjarak Sama

Pada GLB, jejak posisi tiap detik berjarak sama. Pada GLBB, jaraknya berubah. Jika benda dipercepat, jarak antartitik makin besar. Jika benda diperlambat, jarak antartitik makin kecil.

Perhatikan gerak "Dari Diam". Pada detik awal mobil belum melaju, lalu jarak jejaknya makin panjang. Itu tanda bahwa kecepatannya bertambah. Grafiknya juga naik lurus, karena percepatannya tetap.

Jejak GLBB pada Rel

Titik di rel menandai posisi kereta setiap

1\text{ s}

saat percepatan tetap.

Kecepatan awal: $v_0=0\text{ m/s}$
Percepatan: $a=+4\text{ m/s}^2$
Kecepatan akhir: $v_t=+20\text{ m/s}$
Perpindahan: $\Delta x=50\text{ m}$

Perpindahan Dibaca dari Luas Grafik

Grafik kecepatan-waktu tidak hanya menunjukkan kecepatan. Luas daerah di bawah grafik menyatakan perpindahan. Pada GLBB, daerah itu dapat berupa segitiga atau trapesium.

Luas di Bawah Grafik Kecepatan

Pilih gerak yang sama, lalu lihat luas di bawah garis sebagai perpindahan benda.

Keadaan	Bentuk luas pada grafik	Rumus perpindahan
Mulai dari diam	Segitiga	$\Delta x=\frac{1}{2}at^2$
Ada kecepatan awal	Trapesium	$\Delta x=\frac{1}{2}(v_0+v_t)t$
Ingin langsung memakai percepatan	Gabungan persegi panjang dan segitiga	$\Delta x=v_0t+\frac{1}{2}at^2$

Rumus-rumus itu bukan hafalan yang terpisah. Semuanya berasal dari ide yang sama: perpindahan adalah luas di bawah grafik $v$ terhadap $t$ .

Mobil Mulai dari Diam

Sebuah mobil mainan mulai dari diam, lalu mendapat percepatan tetap $2\text{ m/s}^2$ selama $5\text{ s}$ .

Kecepatan akhirnya:

\begin{aligned} v_t &= v_0+at \\ &= 0+2(5) \\ &= 10\text{ m/s} \end{aligned}

Perpindahannya:

\begin{aligned} \Delta x &= v_0t+\frac{1}{2}at^2 \\ &= 0(5)+\frac{1}{2}(2)(5^2) \\ &= 25\text{ m} \end{aligned}

Jadi, setelah $5\text{ s}$ , mobil sudah bergerak dengan kecepatan $10\text{ m/s}$ dan berpindah sejauh $25\text{ m}$ dari titik awal.

Kedua hasil itu menjawab pertanyaan yang berbeda. Kecepatan akhir memberi tahu keadaan mobil di ujung selang waktu, sedangkan perpindahan memberi tahu perubahan posisi selama seluruh selang waktu.

Tanda Percepatan Menunjukkan Perubahan

Dalam gerak satu dimensi, tanda positif dan negatif selalu bergantung pada arah positif yang kita pilih. Jika kanan dipilih sebagai arah positif, percepatan positif berarti perubahan kecepatan mengarah ke kanan.

Percepatan negatif belum tentu berarti benda bergerak ke kiri. Mobil yang masih bergerak ke kanan bisa memiliki percepatan negatif ketika sedang direm. Kecepatannya tetap ke kanan, tetapi nilainya makin kecil.