Kinematika gerak lurus adalah cabang Fisika yang membahas gerak suatu benda yang melalui lintasan lurus dengan mengabaikan gaya yang menyebabkan terjadinya gerak (Uratmi, 2014). Jika kedudukan benda berubah dari acuan tertentu, maka benda dikatakan bergerak. Benda yang bergerak mempunyai lintasan.

Lintasan adalah titik-titik berurutan yang dilalui suatu benda. Sedangkan lintasan yang dilalui gerak lurus adalah lintasan lurus atau tidak berbelok-belok. Gerak lurus dibedakan menjadi dua: pertama, Gerak Lurus Beraturan (GLB) dan kedua, Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB).

Gerak Lurus Beraturan (GLB)

Gerak Lurus Beraturan (GLB) adalah gerak suatu benda yang melintasi garis lurus dengan kecepatan (v) yang tetap. Kecepatan tetap dapat terjadi jika benda menempuh jarak yang sama untuk selang waktu yang sama dan dengan arah yang tetap. Contohnya adalah Rozi yang naik sepeda dengan kecepatan 2 m/s. Artinya setiap sekon, Rozi menempuh jarak sebesar 2 meter. Faktanya, GLB adalah keadaan ideal yang sangat sulit dijumpai dalam kehidupan sehari-hari.

Hubungan Jarak (s) dan Waktu (t)

Hubungan antara jarak (s) dan waktu (t) pada GLB dapat dilihat dalam grafik berikut:

Grafik jarak terhadap waktu dalam GLB berbentuk garis lurus yang miring ke atas dan berasal dari koordinat O (0,0). Semakin curam garis ini maka akan semakin besar kecepatannya yang setara dengan tan alfa. Misalnya gambar (2) menunjukkan kecepatan benda A lebih besar dari benda B. Secara matematis ditulis sebagai berikut:

Hubungan Kecepatan (v) dan Waktu (t)

Hubungan antara kecepatan (v) dan waktu (t) pada GLB dapat dilihat dalam grafik berikut:

Gambar (3) Grafik kecepatan terhadap waktu pada GLB

Grafik kecepatan terhadap waktu pada GLB membentuk garis horizontal yang lurus. Hal ini menunjukkan bahwa kecepatan benda pada GLB selalu tetap.

Contoh soal:

Rozi dan Udin berangkat bersama menuju Pantai Popoh pada pukul 09.00 WIB. Masing-masing mengendarai motor trail dan motor bebek dengan kecepatan tetap. Awalnya satu sama lain berjarak 60 m dengan Rozi yang memimpin perjalanan, kemudian Udin tampak lebih santai dengan motor bebek mengikuti dari belakang. Jika kecepatan Rozi adalah 20 m/s dan kecepatan Udin adalah 10 m/s, kapan dan dimana Udin dapat berpapasan dengan Rozi?

Jadi Rozi akan berpapasan dengan Udin setelah 6 sekon dan setelah Rozi bergerak sejauh 120 meter dari kedudukan semula.

Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) adalah gerak suatu benda yang melintasi garis lurus dengan percepatan (a) yang tetap. Artinya nilai dan arah percepatan adalah tetap, sedangkan kecepatannya berubah beraturan (Abdullah, 2016). Persamaan GLBB adalah sebagai berikut:

Hubungan Percepatan (a) dan Waktu (t)

Hubungan antara percepatan (a) dan waktu (t) pada GLBB dapat dilihat dalam grafik berikut:

Grafik percepatan terhadap waktu pada GLBB membentuk garis horizontal yang lurus. Hal ini menunjukkan percepatan benda dalam GLBB selalu tetap. Hal ini juga dapat diartikan bahwa benda mengalami perubahan kecepatan yang sama dalam selang waktu yang sama. Perlu diingat dalam gerak ini percepatan (a) benda selalu tetap, tapi kecepatan (v) benda mengalami perubahan beraturan.

Jenis GLBB Berdasaran Kecepatan

Berdasarkan kecepatannya, GLBB dibedakan menjadi Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) dipercepat dan Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) diperlambat.

a. Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) Dipercepat

Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) dipercepat terjadi jika benda mengalami pertambahan kecepatan yang sama dalam selang waktu yang sama. Pertambahan kecepatan ini diartikan sebagai percepatan positif (Kanginan, 2006). Misalnya jeruk yang jatuh dari pohon dan Rozi yang bersepeda di jalan menurun akan mengalami pertambahan kecepatan. Dalam hal ini, benda dapat memulai GLBB dipercepat dalam keadaan diam (v0 = 0) atau dari keadaan yang telah bergerak (v0 tidak sama dengan 0). Grafik GLBB dipercepat adalah sebagai berikut:

b. Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) Diperlambat

Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) diperlambat terjadi jika benda mengalami pengurangan kecepatan yang sama dalam selang waktu yang sama. Pengurangan kecepatan atau perlambatan ini diartikan sebagai percepatan negatif (Kanginan, 2006). Misalnya adalah jeruk yang dilemparkan vertikal ke atas dan Rozi yang bersepeda di jalan menanjak. Dalam hal ini benda mulai bergerak dengan kecepatan tertentu (v0 tidak sama dengan 0), kemudian mengalami pengurangan kecepatan secara beraturan, hingga suatu saat akan berhenti (vt = 0). Grafik GLBB diperlambat sebagai berikut:

Contoh soal:

Benda A melakukan GLBB dengan kecepatan awal 5 m/s. Setelah 10 detik, benda itu berhenti. Berapa perlambatan yang dialami benda A dan berapa jarak yang telah benda A tempuh?

2. Rozi mengendarai motor trail sepanjang garis lurus ke barat. Dalam selang waktu 2 s, kecepatan motornya meningkat dari 62 m/s menjadi 94 m/s. Berapa percepatan motor trail  Rozi?

Referensi

Abdullah, Mikrajuddin. 2016. Fisika Dasar I. Bandung: Institut Teknologi Bandung.

Kanginan, Marthen. 2006. Fisika I untuk SMA Kelas X. Jakarta: Penerbit Erlangga.

Uratmi, Hanum dkk. 2014. Buku Pintar Belajar Fisika untuk SMA/MA Kelas X. Jakarta: Sargufindo Kinarnya.