Gerak Lurus Variabel Beraturan: Pengertian, Rumus dan Contoh – AAcial

Pengertian Gerak Lurus Variabel Beraturan

Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak dengan percepatan konstan. Percepatan merupakan besaran vektor, sehingga terdiri dari besar percepatan dan arah percepatan.

Ini adalah gerakan suatu benda dalam garis lurus dengan percepatan konstan. Karena percepatan konstan, maka percepatan rata-rata sama dengan percepatan sesaat. Percepatan adalah besaran vektor. Oleh karena itu, untuk menyatakan suatu percepatan harus ditentukan besar dan arahnya. Jika arah percepatan searah dengan gerak benda, maka diberi tanda positif. Jika percepatan berlawanan dengan gerak benda, maka memberikan tanda negatif.

Jadi, gerak bujursangkar berubah-ubah beraturan adalah gerak dengan besar percepatan tetap dan arah percepatan tetap. Arah percepatan tetap = arah kecepatan tetap = arah gerak tetap = benda bergerak lurus. Besarnya percepatan konstan berarti kelajuan alias kecepatan bertambah secara teratur atau berkurang secara teratur.

• Kecepatan meningkat secara teratur

Misalnya, sebuah benda awalnya diam. Satu detik kemudian, benda bergerak dengan kecepatan 2 m/s. Dua detik kemudian, benda bergerak dengan kecepatan 4 m/s. Tiga detik kemudian, benda bergerak dengan kecepatan 6 m/s. Dan seterusnya… Ternyata setiap 1 detik, kecepatan benda bertambah 2 m/s. Benda dikatakan mengalami percepatan tetap sebesar 2 m/s per 1 detik atau 2 m/s per detik atau 2 m/s2.

• Kecepatan menurun secara teratur

Misalnya, sebuah benda mula-mula bergerak dengan kecepatan 10 m/s. Satu detik kemudian kecepatannya berkurang menjadi 9 m/s. Dua detik kemudian kecepatannya berkurang menjadi 8 m/s. Tiga detik kemudian, kecepatannya berkurang menjadi 7 m/s. Dan seterusnya… Ternyata setiap 1 detik, kecepatan benda berkurang 1 m/s. Benda dikatakan mengalami perlambatan konstan atau percepatan negatif sebesar 1 m/s per 1 detik atau 1 m/s per detik atau 1 m/s2.

Ciri gerak beraturan berubah lurus

Suatu benda dikatakan bergerak lurus jika memiliki ciri-ciri sebagai berikut:

• Lintasan tersebut berupa garis lurus atau lintasan yang selalu dianggap lurus
• kecepatan benda berubah secara beraturan (naik atau turun)
• Pada benda dengan percepatan konstan (a = konstan)
• Grafik v-vs-t naik atau turun

Rumus Gerakan Kanan Alternatif (GLBB)

Persamaan untuk perubahan seragam dari gerak kanan:

Informasi:

• Vt = Kecepatan pada waktu t (m/s)
• V0 = Kecepatan awal (m/s)
• a = percepatan (m/s2)
• s = jarak (m)
• t = waktu (s)

---

Perubahan kecepatan dengan laju tetap terhadap waktu disebut percepatan. Dalam bentuk rumus, percepatan dapat ditulis sebagai berikut.

Dan:

• a = percepatan gerak (ms-2)
• vo = kecepatan awal (ms-1)
• vt = kecepatan akhir (ms-1)
• t = waktu tempuh (s)
• Av = perubahan kecepatan (ms-1)

Semua formula untuk GLBB yang dipercepat juga berlaku untuk GLBB yang lebih lambat. Perbedaannya hanya pada satu. Untuk GLBB lambat, harga negatif.

---

Ada tiga rumus GLBB, antara lain:

Grafik gerak lurus alternatif

Grafik percepatan-waktu dan grafik kecepatan-waktu suatu benda yang bergerak lurus berubah beraturan dengan percepatan tetap 2 m/s2.

Contoh soal Gerak Lurus Beraturan (GLBB)

Pertanyaan no. 1

1. Sebuah batu bermassa 200 gram dilempar lurus dengan kecepatan awal 50 m/s.

Jika percepatan gravitasi 10 m/s²dan dengan mengabaikan gesekan udara, tentukan:

1. Tinggi maksimum yang dapat dicapai oleh sebuah batu
2. Waktu yang diperlukan batu untuk mencapai ketinggian maksimumnya
3. Batu itu berada di udara untuk waktu yang lama sebelum jatuh ke tanah

Diskusi

1) Saat batu berada pada titik tertinggi, kecepatan batu adalah nol dan percepatan yang digunakan adalah percepatan gravitasi. Dengan rumus GLBB

2) Waktu yang diperlukan batu untuk mencapai titik tertingginya: 3) Lamanya waktu batu berada di udara adalah dua kali waktu yang diperlukan untuk mencapai titik tertingginya.

t = (2)(5) = 10 detik

---

Pertanyaan no. 2

Sebuah mobil yang bergerak dengan kecepatan awal 72 km/jam direm pada jarak 8 meter dari titik awal pengereman. Tentukan nilai perlambatan yang diberikan pada mesin!

Diskusi
Pertama ubah satuan km/jam menjadi m/s dan gunakan persamaan untuk deselerasi GLBB:

---

Pertanyaan no. 3

Lihat grafik ini.

Dari grafik di atas tentukan :

• A. jarak yang ditempuh benda dari t = 5 s ke t = 10 s
• B. perpindahan benda dari t = 5 s ke t = 10 s

  Diskusi
  Jika diberikan grafik V (kecepatan) versus t (waktu), carilah jarak yang ditempuh atau perpindahan yang cukup di daerah kurva grafik Vt. Perhatikan bahwa untuk jarak, semua luasnya positif, sedangkan untuk menghitung perpindahan, luas di atas sumbu-t adalah positif, di bawahnya adalah negatif.

---

Pertanyaan no. 4

Semut bergerak dari titik A ke titik B seperti pada gambar berikut.

Jika r = 2 m, dan waktu tempuh semut adalah 10 detik, tentukan:

• a) Rata-rata kecepatan gerak semut
• b. Kecepatan rata-rata semut

Diskusi
Pertama tentukan nilai perpindahan dan jarak semut:
Jarak yang ditempuh semut dari A melintasi permukaan lengkung ke titik B, yang merupakan seperempat keliling lingkaran.

Jarak = ¹/₄ (2πr) = ¹/₄ (2π x 2) = π meter

Perpindahan semut dilihat dari posisi awal dan akhirnya, sehingga perpindahan dari A menarik garis lurus ke B. Temukan dengan Pythagoras.

Perpindahan = √ ( 2² +2² ) = 2√2 meter.

• a) Kelajuan rata-rata = perpindahan : selang waktu
  Kelajuan rata-rata = 2√2 meter: 10 sekon = 0,2√2 m/s
• b) Kelajuan rata-rata = jarak tempuh : selang waktu
  Kelajuan rata-rata = π meter : 10 sekon = 0,1 π m/s

---

Pertanyaan No.5

Pesawat Bird Dara Airlines meninggalkan kota P menuju ke timur selama 30 menit dengan kecepatan tetap 200 km/jam. Dari kota Q dilanjutkan ke kota R yang terletak 53^Hai ke arah timur membutuhkan waktu selama 1 jam dengan kecepatan konstan 100 km/jam.

Mendefinisikan:

• a) Kecepatan rata-rata pesawat
• b) Kecepatan rata-rata pesawat

Diskusi
Salah satu cara:
Cari dulu panjang PQ, QR, QR’, RR’, PR’ dan PR

• PQ = V_PQ xt_PQ = (200 km/jam) x (0,5) jam = 100 km
• QR = V_QR xt_QR = (100 km/jam) x (1 jam) = 100 km
• QR’ = QR cos 53^Hai = (100 km) x (0,6) = 60 km
• RR’ = QR sin 53^Hai = (100 km) x (0,8) = 80 km
• PR’ = PQ + QR’ = 100 + 60 = 160 km
• PR = √[ (PR’ )² + (RR’)² ]
• PR = √[ (160 ) ² + (80)² ] = √(32000) = 80√5 km
• Jarak tempuh pesawat = PQ + QR = 100 + 100 = 200 km
• Perpindahan pesawat = PR = 80√5 km
• Interval waktu = 1 jam + 0,5 jam = 1,5 jam

a) Kecepatan rata-rata = perpindahan : selang waktu = 80√5 km : 1,5 jam = 53,3 √5 km/jam
b) Kecepatan rata-rata = jarak : selang waktu = 200 km : 1,5 jam = 133,3 km/jam