Gerak Lurus Beraturan (GLB) Materi dan Contoh soal Pembahasan kelas XI Kurikulum Merdeka

Gerak Lurus Beraturan (GLB) Materi dan Contoh soal Pembahasan-kelas XI Kurikulum Merdeka

Jika sebuah benda bergerak lurus, ternyata dalam waktu yang sama selalu menempuh perpindahan yang sama, atau kecepatannya selalu tetap, sehingga benda tersebut dikatakan sebagai Gerak Lurus Beraturan (GLB). Dengan demikian, pada gerak lurus beraturan, benda menempuh lintasan lurus dengan kecepatan tetap.

Gambar 1. Sebuah partikel bergerak dari A ke B.

Sebagai contoh, sebuah partikel bergerak sepanjang lintasan AB dan ternyata tiap\(2s\) menempuh perpindahan 10 m.

Perpindahan \(AC=CD=DE=EB=10m\).

Selang waktu dari \(AC=CD=DE=EB= 2s\).

Kecepatan partikel \(AC=CD=DE=EB=\frac{10}{2}\)\(= 5\frac{m}{s}\)

Jika perpindahan partikel dinyatakan dengan \(s\) dan selang waktu dinyatakan dalam \(t\), kecepatan partikel dinyatakan dengan \(v\), diperoleh persamaan berikut:

\(v=\frac{x}{t}\)

dengan : \(x=\) perpindahan \(m\)

               \(t=\) selang waktu \(s\)

               \(v=\) kecepatan\(\frac{m}{s}\)

GRAFIK KECEPATAN TERHADAP WAKTU

Dalam gerak lurus beraturan, grafik kecepatan terhadap waktu berupa garis lurus mendatar (horizontal) yang sejajar dengan sumbu waktu. Besarnya kecepatan tidak bergantung pada waktu. Berdasarkan grafik \(v-t\), dapat ditentukan rumus perpindahan dengan mencari luas persegi panjang (lua dibawah grafik).

Gambar 2. Grafik \(v-t\)

GRAFIK PERPINDAHAN TERHADAP WAKTU

Dalam gerak lurus beraturan, grafik perpindahan terhadap waktu berupa garis lurus, yang artinya semakin besar waktunya, semakin besar perpindahannya.

Gambar 3. Grafik \(s-t\)

Berdasarkan gambar.3, perpindahan berbanding lurus dengan waktu sehingga besar kecepatannya dapat ditentukan menggunakan rumus trigonometri seperti berikut.

\(tan \theta=\frac{x}{t}=v\) Tangen sudut kemiringan \(=\) kecepatan)

Jika benda yang bergerak lurus beraturan mula-mula berada pada posisi \(x_0\) dari titik acuan \(titik O\), perpindahan yang ditempuh dihitung dari titik acuan yang sesuai sebagai berikut:

Gambar 4. Perpindahan partikel berdasarkan titik acuan.

\(x=x_0+vt\)

dengan: \(x=\) Perpindahan \(m\)

              \(x_0=\) posisi awal\) \(m\)

              \(t=\) waktu \(s\)

              \(v=\) kecepatan \(\frac{m}{s}\)

CONTOH SOAL DAN PEMBAHASAN

1. Balok A bergerak kekanan dengan kecepatan tetap sebesar \(20\frac{m}{s}\) selama \(4s\). Balok tersebut terletak \(20 m\) di sebelah kanan titik acuan saat sebelum beregrak. Tentukan pperpindahan yang dialami balok tersebut.

\(x= x_0 + vt\)

\(x= 20 + 20 \times 4\)

\(x=100 m\)

2. Dafa dan gilang masing-masing mengendarai mobil dari arah yang berlawanan. Mobil dafa melaju dari titik A dengan kecepatan 25 m\s, sedangkan mobil gilang melaju dari titik B dengan kecepatan tetap sebesar 15 m/s. Jika jarak posisi A dan B adalah 1000m, tentukan waktu dan posisi kedua mobil bertemu?

• Saat kedua mobil bertemu, berlaku persamaan berikut :

         \(x_d + x_g = 1000\)

         \(v_d\times t +v_g\times t = 1000\)

         \(25t +15t = 1000\)

         \(t= 25s\)

• Jika dari titik A, kedua mobil tersebut akan bertemu pada jarak

         \(x_A= v_A\times t = 25\times 25= 625 m\)

         Sementara itu, jika dari titik B kedua mobil akan bertemu pada jarak :

         \(x_B= v_B\times t = 15\times 25 = 376 m\)

Bagi teman-teman yang ingin video penjelasan mengenai gerak lurus beraturan (GLB) silahkan liat video berikut:

LATIHAN SOAL

1. Mobil bergerak dengan kecepatan tetap \(108\frac{km}{jam}\) hitunglah perpindahan mobil selama 5 detik?

    a. \(100 m\)

    b. \(450 m\)

    c. \(320 m\)

    d. \(150 m\)

    e. \(430 m\)

2. Rossi berada \(150 m\)  disebelah utara stadion. Dia bergerak dengan kecepatan konstan sebesar \(12\frac{m}{s}\) selama 1 menit ke utara. Tentukan posisi rossi terhadap stadion dan jarak yang ditempuh selama waktu tersebut?

    a. \(340 m\) dan \(220 m\)

    b. \(550 m\) dan \(740 m\)

    c. \(380 m\) dan \(448 m\)

    d. \(1500 m\) dan \(900 m\)

    e. \(870 m\) dan \(720 m\)

3. Sebuah mobil bergerak lurus beraturan dan menempuh \(3 km\) dalam waktu \(2 menit\). Berapa lama waktu yang dibutuhkan mobil untuk menempuh jarak \(75 km\)?

    a. 50 detik

    b. 250 detik

    c. 200 detik 

    d. 2500 detik

    e. 3000 detik

4. Dua buah mobil terpisah sejau \(75 km\) bergerak saling mendekati pada saat yang bersamaan, masing-masing dengan kecepatan \(90\frac{km}{jam}\) dan \(60\frac{km}{jam}\), maka waktu kedua mobil berpapasan adalah...

    a. \(0.5 jam\)

    b. \(2.5 jam\)

    c. \(3 jam\) 

    d. \(4 jam\)

    e. \(4.5 jam\)

5. Dua sepeda motor A dan B bergerak lurus dengan kecepatan tetap sepanjang lintasan AL sebesar \(4.8 m\). Kecepatan yang dimiliki A adalah \(6 \frac{cm}{s}\) dan berangkat 10 detik lebih dahulu dari benda B yang kecepatannya adalah \(8 \frac{cm}{s}\). Kalau benda B sampai di L lalu kembali lagi ke A dengan kecepatan tetap,  

Tentukanlah dimana B menyusul si A?

   a. \(120 m\)

   b. \(320 m\)

   c. \(240 m\)

   d. \(420 m\)

   e. \(520 m\)

Dimana B bertemu dengan si A setelah kembali dari L?

   a. \(440 cm\)

   b. \(445 cm\)

   c. \(550 cm\)

   d. \(650 cm\)

   e. \(700 cm\)