Gerak Satu Dimensi

1
Gerak Satu Dimensi
2
Bab 2 Kinematika 1 Dimensi

• Kerangka Acuan Perpindahan

• Kecepatan Sesaat dan Rata-rata

• Percepatan

• Gerak dengan Percepatan Konstan

• Gerak Jatuh Bebas

• Analisa Grafik dari Gerak

3
Hubungan Kinematika dengan Mekanika
Mekanika
Mempelajari gerak materi tanpa melibatkan
penyebab terjadinya gerak
Mempelajari gerak materi dan penyebab
terjadinya gerak
Dinamika
Kinematika
Materi bahasan Pergeseran, Jarak, Kecepatan,
Percepatan
Materi bahasan Gaya, Usaha, Momentum, dll
4
KINEMATIKA

• Kinematika adalah bidang ilmu fisika yang
  mempelajari tentang gerak suatu obyek/benda tanpa
  memperhatikan penyebabnya

• Bila suatu benda berubah posisinya (berpindah
  tempat) dalam kurun waktu tertentu, maka benda
  tersebut dikatakan mempunyai kecepatan

• Bila suatu benda berubah kecepatannya dalam kurun
  waktu tertentu, maka benda tersebut dikatakan
  mempunyai percepatan

• KECEPATAN DAN PERCEPATAN RATA-RATA

x1 posisi awal
x2 posisi akhir
v1 kecepatan awal
v2 kecepatan akhir
t1 waktu awal
t2 waktu akhir
5

• GERAK DENGAN PERCEPATAN KONSTAN

• GERAK SATU DIMENSI
• Gerak Horisontal
• Gerak Vertikal (Jatuh Bebas)
• GERAK DUA DIMENSI
• Gerak Parabola (Peluru)
• Gerak Melingkar
• Gerak Relatip

6

• Kerangka Acuan Perpindahan

• Setiap gerak di alam hakekatnya adalah gerak
  relatif, oleh karenanya perlu dibuat satu titik
  acuan tertentu.

Titik acuan (O) dapat dipandang sebagai pusat
koordinat
7

Kecepatan Sesaat dan Rata-rata
Kelajuan adalah Jarak yang ditempuh dalam selang
waktu tertentu
Kecepatan Rata-rata adalah rate pergeseran dalam
selang waktu tertentu
v kecepatan ?r rate pergeseran ?t selang
waktu

Kecepatan Sesaat
Diperoleh dengan mengambil limit ?t ? 0.
8
Pesawat sedang melakukan gerak satu dimensi
9
Mobil di jalan tol sedang melakukan gerak satu
dimensi
10
Kereta api sedang melakukan gerak satu dimensi
11
Gerak satu dimensi Posisi benda dinyatakan
secara lengkap dengan satu variabel saja
Selanjutnya simbol vektor dapat dibuang
Untuk gerak dua dimensi dan tiga
dimensi, variabel posisi lebih dari satu
Dua Dimensi
Tiga Dimensi
12
GERAK HORISONTAL
t1
v1
x1
t2
v2
x2
x1 xo posisi awal
x2 x posisi akhir
v1 vo kecepatan awal
v2 v kecepatan akhir
t1 0 waktu awal
t2 t waktu akhir
Percepatan konstan
13
x1 xo posisi awal
x2 x posisi akhir
v1 vo kecepatan awal
v2 v kecepatan akhir
t1 0 waktu awal
t2 t waktu akhir
Kecepatan rata-rata
14
(No Transcript)
15
(No Transcript)
16
(No Transcript)
17
5 buah persamaan dengan 4 variabel
18

• Bentuk grafik

19
Contoh Soal 1.1 Sebuah pesawat jumbo jet
memerlukan kecepatan minimum sebesar 360 km/jam
agar dapat tinggal landas. Panjang landas pacu
yang ada di bandar udara adalah 2000 m.
a) Tentukan percepatan minimum yang harus
dihasilkan oleh mesin jumbo jet tersebut. b)
Berapa waktu yang diperlukan sebelum tinggal
landas ?
Jawab
Variabel yang sudah diketahui 3
a). Untuk menghitung percepatan gunakan persamaan
(5)
20
b)
Variabel yang diketahui 4 (x-xo) , Vo , V dan
a
Untuk menghitung waktu dapat digunakan persamaan
(2)
persamaan (1)
21
Contoh Soal 1.2 Sebuah mobil yang bergerak dengan
percepatan konstan melewati jalan di antara dua
buah titik yang berjarak 60 m dalam waktu 6
detik. Kecepatannya pada saat ia melewati titik
kedua adalah 15 m/s.
a) Berapa jarak dari tempat ia mula-mula berhenti
sampai ke titik pertama ? b) Berapa waktu tempuh
dari tempat ia mula-mula berhenti sampai ke titik
pertama ?
Jawab
(x-xo )2 60 m
(x-xo )1 ?
V2 15m/s
t2 6 s
t1 ?
Lintasan 1
Lintasan 2
22
Pada lintasan 1 hanya satu variabel yang
diketahui, yaitu vo 0 sehingga diperlukan 2
variabel lagi, yaitu percepatan dan kecepatan di
titik 1(kecepatan awal pada lintasan 2 atau
kecepatan akhir pada lintasan 1)
Pada lintasan 2 sudah terdapat 3 besaran yang
diketahui (x-xo)2 60 m, kecepatan akhir V2
15 m/s dan waktu t2 6 s.
Gunakan persamaan (2) pada lintasan 2 untuk
menghitung Vo2
23
(x-xo)1 ?
5 m/s
Gunakan persaman (1) pada lintasan 2 untuk
menghitung a
Pada lintasan 1 sudah terdapat 3 variabel yang
diketahui
a). Gunakan persaman (5) untuk menghitung x-xo
b). Gunakan persaman (1) untuk menghitung t1
24
Contoh Soal 1.3 Sebuah mobil mulai bergerak
dengan percepatan sebesar 2,2 m/s2 pada saat
lampu lalulintas menyala hijau. Pada saat yang
sama sebuah truk melewatinya dengan kecepatan
konstan sebesar 9,5 m/s. a). Kapan, b).
Dimana c). Pada kecepatan berapa mobil
tersebut kembali menyusul truk ?
Jawab
25
a).
b).
c).
26

• GERAK VERTIKAL (JATUH BEBAS)

Persamaan dengan 4 variabel (y-yo), vo, v dan
t Percepatan sudah diketahui a - g
27
Contoh Soal 1.4 Sebuah bola dilemparkan vertikal
ke bawah dari atap sebuah gedung yang tingginya
36,6 m. Dua detik kemudian bola tersebut melewati
sebuah jendela yang terletak 12,2 m di atas tanah
a). Pada kecepatan berapa bola tersebut tiba di
tanah ? b). Kapan bola tersebut tiba di tanah ?
Jawab
Gunakan persamaan (4) pada lintasan 1 (atap
gedung ? jendela)
28
a). Gunakan persamaan (5) pada lintasan 2
(jendela ? tanah)
Ambil yang negatip v2 - 26,9 m/s
b). Gunakan persamaan (1) pada lintasan 2
Vo2 - 22
Jadi tiba ditanah setelah 2,5 s
29
Contoh Soal 1.5 Sebuah batu dilepaskan dari
sebuah jembatan yang tingginya 50 m di atas
permukaan sungai. Satu detik kemudian sebuah batu
lain dilemparkan vertikal ke bawah dan ternyata
kedua batu tersebut mengenai permukaan sungai
pada saat yang bersamaan. Tentukan kecepatan awal
dari batu kedua.
Jawab
Gunakan persamaan (3) pada batu pertama
30
Gunakan persamaan (3) pada batu kedua
31
Contoh Soal 1.6 Seorang penerjun payung terjun
bebas sejauh 50 m. Kemudian payungnya terbuka
sehingga ia turun dengan perlambatan sebesar 2
m/s2. Ia mencapai tanah dengan kecepatan sebesar
3 m/s.
Vo 0
a1 - g
50
a2 2 m/s2
H ? t ?
a). Berapa lama ia berada di udara ? b). Dari
ketinggian berapa ia terjun ?
V1
V2 - 3 m/s
32
Jawab
Gunakan persamaan (3) pada lintasan 1
Vo 0
50
V1
Gunakan persamaan (1) pada lintasan 1