Gerak Benda

Gerak benda adalah perubahan kedudukan suatu benda dari posisi awal ke posisi akhir. Dengan kata lain, sebuah benda bergerak jika posisinya berubah.Jika kitamemperhatikan barang-barang di sekitar kita, tentu kita bisa membedakan jika benda tersebut sedang diam atau bergerak. Benda diam berarti posisi benda terhadap lingkungannya tidak berubah, sementara benda bergerak berubah posisi terhadap lingkungannya seiring waktu. Contoh gerak benda di antaranya kendaraan yang berjalan, seperti motor, mobil, sepeda, kereta, pesawat, bola yang dilemparkan ke gawang, buah yang jatuh dari pohonnya, dan masih banyak lagi.

1. Bentuk Gerak Benda

Gerak benda dapat diklasifikasikan menjadi gerak menurut keadaan benda dan gerak menurut bentuk lintasan.

a. Gerak menurut keadaan benda
Gerak benda menurut keadaan benda dapat digolongkan menjadi gerak semu dan gerak nyata.

1. Gerak semu adalah gerakan suatu benda yang sebenarnya diam, tapi teramati seolah-olah benda tersebut bergerak. Kondisi ini dapat terjadi saat posisi pengamat berada dalam suatu sistem yang bergerak. Kondisi ini juga terjadi pada gerak matahari di mana matahari terbit dari sebelah timur dan tenggelam dari sebelah barat.
2. Gerak nyata adalah gerakan suatu benda yang diakibatkan oleh perubahan jarak dan/atau posisi benda terhadap titik acuan.

b. Gerak menurut bentuk lintasan
Gerak benda menurut bentuk lintasan dapat digolongkan menjadi gerak lurus, gerak melingkar, dan gerak parabola.

1. Gerak lurus adalah gerak suatu benda yang terjadi pada lintasan yang lurus.
2. Gerak melingkar adalah gerak suatu benda pada lintasan berbentuk lingkaran atau bagian dari lingkaran.
3. Gerak parabola adalah gerak suatu benda dengan lintasan yang tidak beraturan.

2. Perpindahan, Jarak, Kecepatan, dan Kelajuan

Gerak pada dasarnya dapat dipengaruhi oleh beberapa hal seperti perpindahan, jarak, kecepatan, dan kelajuan. Istilah-istilah tersebut sangat erat kaitannya dengan gerak suatu benda.

a. Jarak
Jarak adalah total dari jumlah lintasan yang dapat ditempuh oleh suatu benda yang bergerak. Jarak termasuk dalam besaran skalar di mana jarak hanya memiliki besar saja. Jarak umumnya memedulikan panjang lintasan yang ditempuh suatu benda tanpa memedulikan titik awal dan titik akhir suatu benda itu bergerak.

b. Perpindahan
Perpindahan adalah selisih antara posisi akhir suatu benda terhadap posisi awal dari suatu benda yang bergerak. Perpindahan termasuk dalam besaran vektor, di mana perpindahan selain memiliki besar juga memiliki arah. Perpindahan sangat memedulikan titik awal dan titik akhir dari suatu benda tanpa memedulikan lintasan yang ditempuh oleh suatu benda.
Perpindahan suatu benda dapat dicari dengan menggunakan persamaan berikut.

     ∆X= Xt − X0
     
   Keterangan:
    ∆x = perubahan posisi (m)
    Xt = posisi akhir (m)
    X0 = posisi awal (m)

c. Kelajuan
Kelajuan adalah perbandingan antara jarak yang ditempuh suatu benda dengan waktu yang dibutuhkan benda untuk bergerak. Kelajuan sama halnya dengan jarak yang termasuk ke dalam besaran skalar, di mana hanya memiliki besar saja. Kelajuan dapat dituliskan dalam persamaan matematis sebagai berikut.


d. Kecepatan
Kecepatan adalah perpindahan suatu benda yang dibagi dengan selang waktu suatu benda bergerak. Kecepatan sama halnya dengan perpindahan yang termasuk besaran vektor di mana dalam kecepatan selain memiliki besar juga memiliki arah. Kecepatan dapat dituliskan dalam persamaan matematis sebagai berikut.

---

Contoh: Helmi bersepeda ke selatan sejauh 36 m, lalu bergerak ke arah barat sejauh 8 m, dan kemudian mengayuh sepedanya lagi sejauh 30 m ke arah utara dalam waktu 20 detik. Hitunglah:

1. jarak,
2. perpindahan,
3. kelajuan, dan
4. kecepatan!

3. Gerak Lurus Beraturan (GLB) dan Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

Gerak lurus dibagi menjadi dua, yaitu gerak lurus beraturan dan gerak lurus berubah beraturan.

a. Gerak lurus berubah beraturan
Gerak lurus berubah beraturan adalah gerak suatu benda dengan lintasan berupa garis lurus dan memiliki kecepatan yang berubah-ubah (tidak konstan) dengan percepatan tetap beraturan (konstan). Gerak lurus berubah beraturan dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu gerak lurus berubah beraturan dipercepat dan gerak lurus berubah beraturan diperlambat. Contoh GLBB dipercepat yaitu buah kelapa yang jatuh dari pohonnya, gerakan sepeda di lintasan miring, dan pesawat yang sedang dalam posisi take off. Contoh GLBB diperlambat yaitu sebuah bola yang dilemparkan ke atas, sebuah mobil yang bergerak di jalanan menanjak, dan sebuah mobil yang direm.

Beberapa persamaan yang berlaku pada gerak lurus berubah beraturan (GLBB), antara lain sebagai berikut.

    vt = vo + a × t

Keterangan:
 vt = kecepatan akhir (m/s)
 vo = kecepatan awal (m/s)
 a  = percepatan (m/s2)
 t  = waktu (s)

   vt2 = vo2 + 2a × s


Keterangan:
  vt = kecepatan akhir (m/s)
  v0 = kecepatan awal (m/s)
  a  = percepatan (m/s2)
  s  = jarak (m)


  St = vo.t + 1/2 a.t 2
   
Keterangan:
  vo = kecepatan awal (m/s)
  a  = percepatan (m/s2)
  s  = jarak (m)
  t  = waktu (s)

Contoh:
Sebuah mobil bergerak dari bundaran HI menuju Monas melaju dengan kecepatan 80 m/s selama 30 s dengan percepatan 10 m/s². Hitunglah kecepatan akhir dari mobil tersebut melaju!
Penyelesaian:

Diketahui:
  vo = 80 m/s
  a  = 10 m/s2
  t  = 30 s
  
Dit. vt = … ? (m/s)

Jawab:

  vt = vo + a × t
     = 80 m/s + 10 m/s2 . 30s
     = 380 m/s

b. Gerak lurus beraturan
Gerak lurus beraturan adalah gerak suatu benda dengan lintasan berupa garis lurus dan memiliki kecepatan tetap atau konstan dan percepatan bernilai nol. Persamaan yang berlaku pada gerak lurus beraturan (GLB), antara lain sebagai berikut.

1) Kelajuan dinyatakan dalam persamaan berikut

Kelajuan dapat mengalami gerak keteraturan yang bertambah atau berkurang. Kelajuan suatu benda yang berubah secara teratur dengan bertambahnya bilangan kelajuan tiap selang waktu tertentu disebut percepatan. Kelajuan suatu benda yang berubah secara teratur dengan berkurangnya bilangan kelajuan tiap selang waktu tertentu disebut perlambatan. Secara matematis, percepatan dan perlambatan dapat dihitung dengan menerapkan rumus sebagai berikut.

Gerak percepatan memiliki nilai a positif
Gerak perlambatan memiliki nilai a negatif.

2) Kecepatan dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut.


Contoh:
Sebuah mobil bergerak dari tempat A menuju tempat B sejauh 150 m selama 50 s. Hitunglah kelajuan mobil tersebut!