GERAK LURUS BERATURAN I. TUJUAN
Praktikum berjudul berjudul ³ Gerak Lurus Beraturan " ini disusun dengan tujuan untuk : untuk : Mengamati Mengamati benda benda yang berg bergeerak lurus beraturan beraturan dan menge ngetahui grafik hu bungan bungan k ecepatan ecepatan terhada p waktu. waktu.
II. ALAT DAN BAHAN
NO. NO. KATALOG
NAMA ALAT / BAHAN
JUMLAH
FPT 16.02 16.02/66 /66
Rel Rel Pr esisi
2
FPT 16.03 16.03/67 /67
Penyam bung bung Rel Rel
2
FPT 16.04 16.04/68 /68
K aki aki Rel Rel
2
KAL 60 60
Catu-Day atu-Da ya
1
FME 51.3 51.37/7 7/72 2
Balok Bertingkat Bertingkat
1
FME 51.34 51.34/69 /69
Ker Ker eta Dinamika
1
FPT 16. 16.17/78
Tum Tum pukan pukan Ber Ber penj penjep epit it
1
FME 67
Per ekam waktu + Pita
1
20.38/0 075-2 FLS 20.38/ 75-2
K a bel bel penghu penghu bung bung merah
1
Fls 20.39/ 20.39/0 075-3 75-3
K a bel bel penghu penghu bung bung biru
1
III. DASAR TEORI
Anda pasti pernah pernah melihat atau mengalami k e jadian, misalny misalnya berlari, berlari, mo bil bil berjalan, berjalan, k er eta melunc luncur dari stasiun, hal-hal terseb rs ebut ut meru pakan pakan bebera bebera pa pa contoh gerak dalam k ehidu pan pan lingkungan kita. Jadi,a pa pa arti sebenarn ebenarny ya gerak itu ? Suatu benda benda dikatakan berg bergeerak jika rak jika k edudukanny dudukannya beru beru bah bah terhada p suatu acuan terte rtentu. Misal anda duduk di dalam k er eta a pi pi yang berg bergeerak meninggalkan stasiun. Jika stasiun dite diteta pkan pkan sebagai ebagai acuan, maka Anda dan k er eta dikatakan berg bergeerak t erhada p stasiun kar ena k edudukan Anda dan k er eta beru beru bah bah terhada p stasiun. Teta Teta pi pi jika k er eta dite diteta pkan pkan sebagi ebagi acuan, maka Anda dikatakan diam terhada p k er eta.
1
BesaranBesaran- besaran besaran yang berhu berhu bungan bungan dengan gerak adalah s ebagai ebagai berikut berikut:: a. Jarak dan arak dan Per pindahan pindahan Jarak adalah arak adalah panjang lintasan yang dite ditem puh puh ole oleh suatu benda,s benda,seedangkan per per pindahan pindahan adalah peru peru bahan bahan posisi suatu benda benda dihitung dari posisi awal (acuan).
-3
-1
D
y y
C
0
2
6
O
A
B
Jarak OA arak OA (lintasan (lintasan OA) OA) = 2 satuan Jarak OA arak OA (lintasan (lintasan OCD OCDCOA) COA) = OC + CD CD + DC + CO + OA = 1 + 2 + 2+ 1+ 2 = 8 satuan
y
Per pindahan pindahan B
A
=2±6=-4
b. b. Kecepatan Kecepatan dan Kelajuan Kelajuan Kecepatan Kecepatan meru pakan pakan besaran besaran vector vector ssedang k elajuan meru pakan pakan besaran besaran scalar. 1. Kelajuan Kelajuan rata-rata dan Kecepatan Kecepatan rata-rata Kelajuan Kelajuan rata-rata dide didefinisikan sebagai ebagai jarak jarak y yang dite ditem puh puh tia p satuan waktu.
s V =
t Dengan
v
= k elajuan rata-rata (m/s)
t
= waktu
Kecepatan Kecepatan rata-rata dide didefinisikan s ebagai ebagai per per pindahan pindahan tia p saturan waktu V =
Dengan v
x 2 ± x 1 t 2 ± t ± t 1
=
k elajuan rata-rata (m/s)
x 2 ± x 1
=
per per pindahan pindahan posisi 1 k e 2 (m)
t 2 ± t ± t 1
=
selang waktu (s)
2
2. Kelajuan Kelajuan s esat dan Kecepatan Kecepatan sesaat Kelajuan Kelajuan s esaat dide didefinisikan sebagai ebagai limit k elajuan rata-rata untuk s elang waktu yang sangat k ecil. ecil. x
Vt = limit
t
Kecepatan Kecepatan sesaat dide didefinisikan sebagai ebagai limit k ecepatan ecepatan rata-rata untuk selang waktu yang sangat k ecil. ecil.
Vt = limit
x
t
3. Per cepatan cepatan Per cepatan cepatan dide didefinisikan sebagai ebagai peru peru bahan bahan k ecepatan ecepatan terhada p waktu waktu
a=
v ± vo t
dengan a
2
= per per cepatan cepatan benda benda (m/s )
vo
= k ecepatan ecepatan awal benda benda (m/s)
v
= k ecepatan ecepatan akhir be akhir benda nda (m/s)
t
= inte inter val waktu (s)
Gerak Gerak lurus beraturan beraturan diartikan sebagai ebagai gerakan pada lintasan lurus dengan k ecepatan ecepatan teta p/konstan. p/konstan. Kecepatan Kecepatan teta p berarti berarti per per cepatan cepatan nol. Dengan kata lain benda benda yang berg bergeerak lurus beraturan beraturan tidak memiliki per per cepatan. cepatan. Dalam k ehidu pan pan sehari-hari sangat jarang dite ditemukan bendabenda- benda benda yang berg bergeerak pada lintasan lurus dengan k ecepatan ecepatan teta p. p. K ar ar ena pada Gerak Gerak Lurus Beraturan Beraturan (GLB) (GLB) k ecepatan ecepatan gerak suatu benda benda teta p, p, maka k ecepatan ecepatan rata-rata sama dengan k ecepatan ecepatan atau k elajuan sesaat.ingat bahw ahwa setia p saat k ecepatan ecepatan gerak benda benda teta p, p, baik k ecepatan ecepatan a wal mau pun pun k ecepatan ecepatan akhir. K ar ar ena k ecepatan ecepatan benda benda sama setia p saat, maka k ecepatan ecepatan awal juga sama dengan k ecepatan ecepatan akhir. Dengan demikian k ecepatan ecepatan rata-rata benda benda juga juga sama dengan k ecepatan ecepatan s esaat.
3
GRAFIK GERAK LURUS BERATURAN (GLB)
Grafik sangat mem bantu bantu kita dalam menafsirkan suatu hal dengan mudah dan cepat. cepat. Untuk memudahkan kita menemukan hu bungan bungan antara Kecepatan, Kecepatan, per per pindahan pindahan dan waktu tem puh puh maka akan sangat mem bantu bantu jika digam barkan barkan grafik hu bungan bungan k etiga kom pon poneen terseb rsebut. ut. Grafik Kecep Grafik Kecepatan atan t erhada p W aktu aktu (v-t) (v-t)
Berdasarkan Berdasarkan grafik di atas, tam pak pak bahw ahwa k ecepatan ecepatan bernilai bernilai teta p pada tia p satuan waktu. Kecepatan Kecepatan teta p ditandai ole oleh garis lurus, bera beraw wal dari t = 0 hingga t akhir. 4
Contoh : perhatikan perhatikan grafik k grafik k ecepatan ecepatan terhada p waktu waktu (v-t) di ba wah ini
Kecepatan Kecepatan gerak benda benda pada grafik di atas adalah 3 m/s. 1, 2, 3 dstny dstnya adalah waktu tem puh puh (satuannya detik). detik). Amati bahw ahwa walau pun pun waktu beru beru bah bah dari 1 detik sam pai pai 5, k ecepatan ecepatan benda benda selalu sama ( d ditand i tand ai ai oleh g aris aris l urus). urus). Bagaimana kita menge ngetahui per per pindahan pindahan benda benda melalui grafik di atas ? luas dae daerah yang diarsir pada grafik di atas sama dengan per per pindahan pindahan benda. benda. Jadi, untuk menge ngetahui besarn besarny ya per per pindahan, pindahan, hitung saja luas dae daerah yang diarsir. Tentu Tentu saja satuan per per pindahan pindahan adalah satuan panjang, bukan satuan luas. Dari grafik di atas, v = 5 m/s, sedangkan t = 3 s. Dengan demikian, jarak yang dite ditem puh puh benda benda = (5 m/s x 3 s) = 15 m. Cara lain menghitung jarak tem puh puh adalah dengan menggunakan persamaan persamaan GLB. GLB. s = v t = t = 5 m/s x 3 s = 15 m. Persamaan GLB yang yang kita gunakan untuk menghitung jarak atau per per pindahan pindahan di atas berlaku berlaku jika gerak benda benda memenuhi grafik terseb rsebut. ut. Pada grafik t grafik terlihat bahw ahwa pada saat t = 0 s, maka v = 0. Artiny rtinya, pada mulany mulanya benda benda diam, baru k emudian berg bergeerak dengan k ecepatan ecepatan 5 m/s. Padahal da pat pat saja terjadi bahw ahwa saat awal kita amati benda benda sudah dalam k eadaan berg bergeerak, s ehingga benda benda telah memiliki posisi awal s0. Untuk itu lebih ebih memahami hal ini, pelajari pelajari grafik di grafik di bawah ini.
5
Grafik Ke Grafik Kedudukan dudukan t erhada p W aktu aktu (x-t) (x- t) Grafik k ed ed ud ukan ukan
t er had ap ap waktu, d i mana k ed ed ud ukan ukan awal x 0 ber ber him pit den den g an an titik
acuan nol .
Makna grafik di atas adalah bahw ahwa nilai k ecepatan ecepatan selalu teta p pada setia p titik lintasan ( d di wakil akil i oleh titik-titik s titik-titik see panjan g g aris aris x pad pad a sumb sumbu u y) dan setia p satuan waktu ( d di wakil akil i se setiap titik s titik see panjan g t pa t pad d a sumb sumbu u x ). Anda jangan bingung dengan k emiringan garis yang mewakili ewakili k ecepatan. ecepatan. Makin besar besar nilai x, makin besar besar juga juga nilai t sehingga hasil per per bandingan bandingan x x dan y dan y (k ece patan) selalu sama. Contoh : Perhatikan contoh Grafik Kedudukan Kedudukan terhada p Waktu Waktu (x-t) (x-t) di bawah ini Bagaimanakah cara mem ba baca grafik in grafik inii ? Pada saat t = 0 s, jarak yang dite ditem puh puh ole oleh benda benda x = 0, pada saat t = 1 s, jarak yang dite ditem puh puh ole oleh benda benda = 2 m, pada saat t = 2 s jarak y jarak yang dite ditem puh puh ole oleh benda benda = 4 m, pada saat t = 3 s, jarak yang dite ditem puh puh ole oleh benda benda = 6 s dan seterusny rusnya. Berdasarkan Berdasarkan hal ini da pat pat kita sim pulkan pulkan bahw ahwa gerak benda benda yang diw diwakili ole oleh grafik x- t di atas, berg bergeerak dengan k ecepatan ecepatan teta p 2 m/s (In g at, at, k ece patan ad al ah jarak d jarak d iba g i waktu).
6
Grafik k ed ed ud ukan ukan
t er had ap ap waktu, d i mana k ed ed ud ukan ukan awal x 0 tid tid ak ak ber ber him pit den den g an an titik
acuan nol .
Persamaan yang kita turunkan di atas menje njelaskan hu bungan bungan antara k edudukan suatu benda benda terhada p fungsi waktu, di mana k edudukan awal benda benda tidak berada berada pada titik acuan nol. Kecepatan Kecepatan benda benda diaw diawali dari k edudukan di x0 sehingga besar besar x x0 harus ditam bahkan bahkan dalam perhitungan. perhitungan. Pada grafik di grafik di atas xo = 0. (pah (pahami se secara pe per l l ahan-l an-l ahan pe penurunan rum rumus d i atas, bil a pe per l l u samb sambiil mel ihat g rafik rafik untuk mem pe per mud ah pem pema ahaman and and a) a)
7
IV.
PROSEDUR
A.
EKS PERIMEN
PERSIAP ERSIAPAN PERCOBAAN
1. Sam bung bung r el pr esisi dengan menyam bung bung r el dan pasang pula kaki r el pada k edua ujung r el. 2. Pasang per per ekam waktu pada ujung kiri r el pr esisi dan pasang katrol r el pada ujung kanan r el lihat gam bar. bar. 3. Pasang k er eta dinamika yang dile dilengka pi pi beban beban di sebelah ebelah kanan per per ekam waktu. 4. Pasang k ertas per per ekam waktu dan ujung k ertas dijep dijepit it pada k er eta dinamika. 5. Hu bungkan bungkan catu-day atu-da ya k e sum ber ber listrik (PLN) LN) dan pilih tegangan pada catu-day atu-da ya 12 volt AC/D AC/DC. 6. Hu bungkan bungkan ka bel bel per per ekam waktu k e catu-da catu-day ya. 7. Hidu pkan pkan per per ekam waktu dan atur baut pengatur pengatur k k etukan agar per per ekam waktu da pat pat bek bek erja sac sacara baik.
B.
LANGKAH ± LANGKAH PERCOBAAN
1. Letakkan Letakkan balok bertingkat bertingkat di dekat ujung kiri r el pr esisi, pegang pegang k er eta, k emudian angkat ujung kiri r el pr esisi untuk dile diletakkan pada tangga pertama pertama balok bertingkat. bertingkat. Ker Ker eta teta p di pegang pegang agar tidak m tidak melunc luncur ( ur (mera pat pat pada per per ekam waktu) 2. Bersamaan Bersamaan dengan menghidu pkan pkan per per ekam waktu, lepaskan epaskan k er eta agar menjauhi per per ekam waktu (bol (boleeh sedikit di dorong) 3. Pada saat k er eta menyentuh yentuh tum pukan pukan ber ber penj penjep epit it / berh berheenti, matikan per per ekam waktu.
8
4. Keluarkan Keluarkan k ertas per per ekam dan amati jarak amati jarak titik titik ± titk ± titk data. Bila jarkan ila jarkany ya semakin jauh / dekat berarti berarti k er eta tidak be tidak berg rgeerak lurus beraturan. beraturan. 5. Dengan mengu bah bah (menaikan / menurunkan) posisi ujung r el pr esisi, ulangi langkah a sam pai pai d, sam pai pai k ertas per per ekam waktu dihasilkan titik- titik data yang jarakny jaraknya r elative lative sama. 6. Susunlah potongan ± potongan potongan k ertas per per ekam waktu sepanjang epanjang 5 titik data. titik data.
V. DATA HASIL PENGAMATAN
1. Atur susunan k ertas seperti eperti gam bar bar berikut. berikut. Panjang potongan k ertas menggam barkan barkan (mewakili) ewakili) vector vector kacep kacepatan. atan. 2. Tarik garis arik garis melewati ewati titik ± titik ± titik data titik data teratas dari potongan k ertas per per ekam waktu 3. Hasil pengamatan pengamatan pada halaman 11
VI. KESIMPULAN
Dari hasil praktikum yang kami lakukan dengan to pi pic per per co baan baan ³Gerak Lurus Beraturan´ maka da pat pat kami sim pulkan pulkan sebagai ebagai berikut berikut : 1. Gerak Gerak lurus beraturan beraturan dengan lintasan yang lurus maka k ecepatann ecepatanny ya konstan / teta p 2. Jarak antar arak antar titik-titik p titik-titik pada k ertas per per ekam sama 3. Dengan mengu bah bah posisi ujung r el pr esisi k e atas (posisi (posisi 3) maka jarak titik-titik jarak titik-titik pada k ertas per per ekam semakin r enggang / jauh dari pada pada posisi 1 dan 2 4. Pada saat k er eta pr esisi pada posisi k e 3 maka laju / k ecepatann ecepatanny ya semakin cepat cepat dari pada pada pada posisi 2 dan 1 5. Semakin Semakin cepat cepat laju k er eta pr esisi maka jarak titik-titik pada k ertas per per ekam semakin jauh sedangkan waktu yang di perlukan perlukan semakin sedikit.
9
VII. DAFTAR PUSTAKA
K anginan,M anginan,M. 1993. 1993.S erib ribu Pena Pena F isika isika SMU Kel as as 3. Jakarta: akarta: Erlangga Erlangga
Suratman,M uratman,M. 2000. F 2000. F isika isika 3 SM K Tekn Teknolog olog i d an In an Ind d ustri. ustri. Bandung: andung: Armi Armicco
Tim Penyusun PT Intan Intan Pariw Pariwara. PR F isika. isika. K late laten: Intan Intan Pariw Pariwara
10
