Besaran-Besaran Dalam Gerak Lurus

Besaran-besaran dalam gerak lurus diantaranya adalah jarak dan perpindahan, kecepatan dankelajuan dan percepatan. Gerak dan kecepatan adalah besaran-besaran fisika.

Besaran-Besaran Dalam Gerak Lurus

Jarak Dan Perpindahan

Jarak dan perpindahan mempunyai pengertian yang berbeda. Misalkan Fira berjalan ke barat sejauh 4 km dari rumahnya, kemudian 3 km ke timur. Berarti Fira sudah berjalan menempuh jarak 7 km dari rumahnya, sedangkan perpindahannya sejauh 1 km.

Berbeda halnya dengan contoh berikut. Seorang siswa berlari mengelilingi lapangan satu kali putaran. Berarti ia menempuh jarak sama dengan keliling lapangan, tetapi tidak menempuh perpindahan karena ia kembali ke titik semula.

Contoh lain, ada seorang pejalan kaki bergerak ke utara sejauh 3 km, kemudian berbelok ke timur sejauh 4 km, lalu berhenti. Jarak yang ditempuh siswa tersebut berarti keseluruhan lintasan yang ditempuh yaitu 3 km + 4 km = 7 km, sedangkan perpindahannya sepanjang garis putus-putus pada gambar berikut.

Dengan demikian, jarak didefinisikan sebagai panjang seluruh lintasan yang ditempuh.Perpindahan merupakan jarak dan arah dari kedudukan awal ke kedudukan akhir atau selisih kedudukan akhir dengan kedudukan awal. Jarak merupakan besaran skalar, sedangkan perpindahan merupakan besaran vektor.

Kecepatan dan Kelajuan

Istilah kecepatan dan kelajuan dikenal dalam perubahan gerak. Kecepatan termasuk besaran vektor, sedangkan kelajuan merupakan besaran skalar. Besaran vektor memperhitungkan arah gerak, sedangkan besaran skalar hanya memiliki besar tanpa memperhitungkan arah gerak benda. Kecepatan merupakan perpindahan yang ditempuh tiap satuan waktu, sedangkankelajuan didefinisikan sebagai jarak yang ditempuh tiap satuan waktu. Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut.

Kelajuan adalah perubahan jarak terhadap posisi awalnya dalam suatu selang waktu tertentu tanpa memerhatikan arahnya, sedangkan kecepatan adalah kelajuan dengan memerhatikan arahnya.

Suatu benda yang bergerak lurus, jarak terhadap posisi awalnya (s) terus berubah sesuai dengan selang waktunya (t). Secara matematis, persamaan kelajuan dapat didefinisikan sebagai berikut.

Keterangan:

v = kelajuan (m/s)
s = jarak (m)
t = selang waktu (s)

Benda yang bergerak dengan laju tetap, dapat dinyatakan dalam grafik laju (v) terhadap waktu (t) dan jarak (s) terhadap waktu (t), seperti yang ditunjukkan gambar berikut.

Kecepatan Rata-Rata dan Kelajuan Rata-Rata

Kecepatan rata-rata didefinisikan sebagai perpindahan yang ditempuh terhadap waktu. Jika suatu benda bergerak sepanjang sumbu-x dan posisinya dinyatakan dengan koordinat-x, secara matematis persamaan kecepatan rata-rata dapat ditulis sebagai berikut :

Keterangan:

v = kecepatan rata-rata (m/s)
Δx = x_akhir – x_awal= perpindahan (m)
Δt = perubahan waktu (s)

Kelajuan rata-rata merupakan jarak yang ditempuh tiap satuan waktu. Secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut :

Keterangan:

v  = kecepatan rata-rata (m/s )
s = jarak tempuh (m)
t = waktu tempuh (s)

Percepatan

Suatu benda akan mengalami percepatan apabila benda tersebut bergerak dengan kecepatan yang tidak konstan dalam selang waktu tertentu. Misalnya, ada sepeda yang bergerak menuruni sebuah bukit memiliki suatu kecepatan yang semakin lama semakin bertambah selama geraknya. Gerak sepeda tersebut dikatakan dipercepat. Jadi percepatan adalah kecepatan tiap satuan waktu. Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut.

Keterangan:

a = percepatan (m/s2)
Δv = kecepatan (m/s)
Δt = waktu (s)

Percepatan merupakan besaran vektor

Percepatan dapat bernilai positif (+a) dan bernilai negatif (-a) bergantung pada arah perpindahan dari gerak tersebut. Percepatan yang bernilai negatif (-a) sering disebut dengan perlambatan. Pada kasus perlambatan, kecepatan v dan percepatan a mempunyai arah yang berlawanan.

Berbeda dengan percepatan, percepatan rata-rata didefinisikan sebagai perubahan kecepatan terhadap selang waktu.

Percepatan rata-rata memiliki nilai dan arah

Berdasarkan grafik terlihat bahwa hubungan antara perubahan kecepatan terhadap waktu adalah linier. Artinya perubahan kecepatan (Δv) pada setiap ruas di dalam grafik dibagi dengan selang waktu (Δt) akan menghasilkan sebuah nilai tetap, yang disebut percepatan rata-rata. Percepatan rata-rata dari grafik tersebut dapat dituliskan sebagai berikut.

Keterangan:

Δv = perubahan kecepatan (m/s)
Δt = perubahan waktu (s)
a = percepatan rata-rata (m/s2)

Besaran-besar yang telah diuraikan diatas merupakan besaran-besaran dalam gerak lurus.