Fisika - Gerak 1 Dimensi

Gerak 1 Dimensi

Gejala gerak merupakan gejala yang kita temui sehari-hari. Bahkan benda yang kita lihat dalam keadaan diam pun pada hakikatnya dapat dianggap bergerak. Mengapa? Misalkan bangunan yang kita lihat. Bangunan tersebut sebenarnya sedang bergerak bersama bumi dan segala sesuatu yang ada di bumi. Bukankah bumi bergerak mengelilingi matahari?

Matahari itu apakah dalam keadaan diam?

 

Tidak. Matahari beserta planet-planet lainnya sedang bergerak mengelilingi pusat galaksi dimana matahari dan sistem tata surya kita berada. Benda bergerak atau diam sesungguhnya relatif, bergantung pada kerangka acuan kita. Contoh yang diberikan tadi, bangunan misalnya. Jika kerangka acuan kita adalah sebuah pohon yang ada di dekat bangunan tersebut, maka bangunan diam terhadap pohon. Sedangkan jika kerangka acuan kita adalah matahari, maka bangunan tersebut bergerak relatif terhadap matahari.

Pada bagian ini kita akan membahas tentang gejala gerak tersebut, dimulai dengan mengembangkan konsep-konsep dasar yang digunakan untuk mendeskripsikan atau menjelaskan tentang gejala gerak, khususnya gerak satu dimensi pada bagian ini.

1. Kerangka Acuan, Posisi, dan Perpindahan

Sebelumnya telah disebutkan bahwa gerak bersifat relatif terhadap kerangka acuannya. Dengan demikian, untuk menggambarkan keadaan gerak sebuah benda kita harus mengetahui kerangka acuan yang digunakan. Kerangka acuan ini dapat ditempatkan dalam sistem koordinat yang kita gunakan. Pada bagian ini, kita akan menggunakan sistem koordinat Cartesian yang telah sering kita pakai. Sistem koordinat ini terdiri atas sumbu x, sumbu y, dan sumbu z yang saling tegak lurus satu sama lain membentuk ruang koordinat Cartesian seperti yang ditunjukkan dalam gambar berikut ini.

2.  Kecepatan dan Kelajuan

Kecepatan dapat dipandang sebagai perubahan posisi benda selama selang waktu tertentu. Jika sebuah benda mengalami perubahan posisi dalam selang waktu yang singkat, maka benda tersebut memiliki kecepatan yang besar dibandingkan jika perubahan posisinya terjadi dalam selang waktu yang panjang.

      

       3.  Percepatan

Percepatan rata-rata didefinisikan sebagai perubahan kecepatan per selang waktu tertentu.

4. Gerak lurus berubah beraturan (GLBB)

Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak benda pada lintasan lurus dengan perubahan kecepatan yang terjadi secara beraturan. Adanya perubahan kecepatan yang terjadi secara beraturan dalam gerak ini menunjukkan percepatan yang konstan. Dengan demikian GLBB tidak lain adalah gerak pada lintasan lurus dengan percepatan konstan.

Contoh 

Anda adalah seorang insinyur sipil yang diminta untuk membangun bandara kecil. Sebuah pesawat yang akan menggunakan bandara ini secara teknis harus mencapai kecepatan 27,8 m/s sebelum lepas landas. Percepatan pesawat dapat mencapai 2,00 m/s². Bawahan Anda menyampaikan bahwa panjang landasan pacu yang dapat dibangun adalah 150 m. Apakah panjang landas pacu ini memenuhi kebutuhan ?

Jawab:

Dengan panjang landasan pacu sebesar 150 m, kita menginginkan agar sebuah pesawat yang bergerak mulai dari kecepatan awal nol dan mengalami percepatan 2,00 m/s² dapat mencapai kecepatan akhir minimal sebesar 27,8 m/s.Dengan menggunakan persamaan (1.12) kita dapat menghitung kecepatan akhir pesawat dengan mengambil x_t – x_o = 150 m dan v_o = 0 sebagai berikut.

Karena kecepatan pesawat yang dapat dicapai setelah menempuh landasan pacu (150 m) hanya 24,5m/s, maka jelas bahwa dengan panjang landasan sebesar itu tidak mungkin untuk melanjutkan pembangunan bandara.