GERAK LURUS - Pengertian Gerak, Jarak, Perpindahan, Kelajuan, dan Kecepatan

GERAK LURUS
Bola yang ditendang, mobil yang sedang melaju, orang yang sedang berlari, atau orang yang pergi ke pasar merupakan bagian dari kejadian nyata dalam kehidupan sehari-hari. Peristiwa tersebut menunjukkan adanya gerak benda. Pada bab ini, anda akan  menganalisis  besaran  fisika  pada  gerak  dengan  kecepatan  dan  percepatan konstan. 

GERAK
Perhatikan  lingkungan di sekitar rumahmu. Terdapat rumah, pohon-pohon, tiang listrik  dan  lain  sebagainya.  Akan  tetapi,  dapat  kita  katakan  bahwa  rumah,  pohon pohon, dan tiang listrik sedang bergerak? Mengapa demikian? 

Seorang  pengendara  motor  melaju  di jalan  raya.  Dalam  hal  ini,  orang  tersebut dapat dikatakan tidak bergerak atau diam? Mengapa? Jadi, apakah sebenarnya yang disebut dengan gerak? Untuk pokok bahasan ini, anda harus dapat mengemukakan pengertian gerak dan gerak  lurus,  memahami  perbedaan  jarak  dan  perpindahan,  dan  memahami perbedaan kelajuan dan kecepatan. Rumah,  pohon-pohon,  dan  tiang  listrik  dikatakan  bergerak  karena  mengalami perubahan  kedudukan.  Sedangkan  pengendara  motor  yang  sedang  melaju  di jalan raya  dapat  dikatakan tidak bergerak (diam) karena kedudukannya  diam. Untuk lebih jelasnya, perhatian contoh kasus berikut. Sebuah  bus  berjalan  meninggalkan  terminal.  Bus  tersebut  dikatakan  bergerak karena kedudukannya terhadap terminal selalu berubah. Dalam hal ini, bus menjauhi terminal.  Penumpangnya  juga  dikatakan  bergerak  karena  kedudukannya  terhadap terminal juga berubah. Akan tetapi penumpang bus dikatakan tidak bergerak terhadap penumpang  bus  disebelahnya.  Penumpang  bus  dianggap  tidak  bergerak  karena antara keduanya tidak terjadi perubahan kedudukan  (titik acuan). Jadi berdasarkan contoh kasus diatas, anda telah dapat menyimpulkan pengertian gerak. 

1. Jarak dan perpindahan
Dua orang siswa Budi dan Amal tinggal di Malimpung. Mereka  ingin berangkat ke sekolah  di SMAN 5 Pinrang. Karena Budi bangun lebih pagi, ia berangkat ke sekolah dengan  memilih  jalan  memutar.  Ia  memilih  lewat  daerah  Sulili,  Pinrang  kota, Leppangang, Urung, dan tiba di SMAN 5 Pinrang. Sedangkan Amal yang bangun telat akhirnya memilih rute paling terdekat yang langsung tiba di sekolahnya. Seperti yang digambarkan dibawah rute kedua orang tersebut ke sekolah.

Pada  kasus  diatas,  rute  yang  ditempuh  Budi  merupakan  jarak  dari  rumah  ke sekolah. Sedangkan rute yang ditempuh Amal merupakan perpindahan  dari rumah ke sekolah.  Dengan  demikian,  anda  telah  dapat  membedakan  antara  jarak  dan perpindahan.
Contoh:
Sebuah mobil bergerak 60 km kearah timur, kemudian berbalik arah menempuh jarak 20 km ke arah barat. Jarak dan perpindahan yang dilakukan truk dari kedudukan awal adalah…

Jarak merupakan panjang lintasan yang ditempuh = 60 km + 20 km = 80 km.
Sedangkan perpindahan merupakan jarak terdekat antara posisi awal dan posisi akhir = 60 km - 20 km = 40 km.

2.  Kelajuan dan kecepatan

Dalam  hal  ini,  anda  akan  membedakan  antara  kelajuan  dan  kecepatan.  Seperti yang  telah  dibahas sebelumnya  tentang  vektor,  telah  di  sebutkan  bahwa kelajuan  merupakan  skalar  sedangkan  kecepatan  merupakan  vektor.  Untuk  lebih jelasnya, perhatikan contoh berikut. Seorang  pengendara  motor  atau  mobil  melaju  dijalan  raya.  Spidometernya menunjukkan angka 80 km/jam ini merupakan kelajuan (speed). Dikatakan  kelajuan karena nilai 80 km/jam tidak menunjukkan arah geraknya. Jika disebutkan arahnya, misalnya 80 km/jam ke  arah barat, “80 km/jam ke arah barat” ini disebut kecepatan. Dari  penjelasan  diatas,  anda  telah  dapat  membedakan  antara  kelajuan  dan kecepatan? Perbedaan besaran skalar dan besaran vektor? 

Misalnya sebuah mobil bergerak dengan kecepatan 60 km/jam ke utara. Apa makna dari 60 km/jam?

Artinya bahwa untuk bergerak sejauh 60 km, dibutuhkan waktu 1 jam. Setelah 2 jam mobil telah bergerak sejauh 120 km. setelah 3 jam  mobil bergerak sejauh 180 km. Dengan kata lain tiap 1 jam, mobil bergerak sejauh 60 km.

Nah,  sekarang  jika  anda  ingin  bepergian  sejauh  100  km  dengan  mengendarai sepeda motor dengan laju sebesar 50 km/jam. Berapa lamakah saya tiba ditempat tujuan? Tentu jawabannya adalah 2 jam. Karena tiap 1 jam, anda menempuh jarak sejauh 50 km.

Bagaimana  jika  anda  bepergian  sejauh  120  km,  membutuhkan  waktu  tempuh selama  3  jam?  Berapa  laju  motor  anda?  Jawabnya  adalah  40  km/jam.  Karena setelah 1 jam, anda telah menempuh jarak sejauh 40 km, dan seterusnya.

Dari  uraian  diatas,  anda  telah  dapat  memformulasikan  persamaan  kelajuan maupun  kecepatan.  (ingat  kembali,  kelajuan  berhubungan  dengan  jarak  dan kecepatan berhubungan dengan perpindahan).

Contoh :
Seseorang mengendarai sepeda  motor bergerak dengan kecepatan tertentu.  Motor bergerak ke barat sejauh 80 km. setelah itu motor bergerak ke selatan sejauh 60 km. Waktu  tempuh  motor  selama  bergerak  adalah  2  jam.  Tentukan  :  

a)  jarak  dan perpindalan motor, 

b) kelajuan dan kecepatan sepeda motor.
Jawab.

Sketsa dari kasus diatas dapat digambarkan sebagai berikut.

a)  Jarak tempuh sepeda motor = 80 km + 60 km = 140 km. Perpindahan  sepeda  motor  merupakan  sisi  miring  dari  segitiga  siku-siku  (liat gambar)

3. Kecepatan rata-rata
 

Sebuah mobil yang bergerak dalam satu arah dan menempuh jarak yang sama dalam selang waktu tertentu dikatakan berkecepatan tetap. Akan tetapi jika arahnya berubah-ubah,  tidak  dapat  dikatakan  berkecepatan  tetap.  Sebagai  contoh,  sebuah Bus bergerak dari Jakarta ke Solo dalam waktu 15 jam. Bus lain bergerak dari Solo ke Jakarta juga dalam waktu 15 jam. Dalam hal ini, kedua bus dikatakan berkelajuan sama, tetapi kecepatannya berbeda. Mengapa?
 

Dalam kenyataannya, kita sulit menemukan gerak dengan kelajuan dan kecepatan tetap, yang ada adalah kelajuan rata-rata dan kecepatan rata-rata. Sebagai contoh, seorang pelari dapat menempuh jarak 100 meter dalam waktu 10 sekon. Dalam hal ini, laju atau kecepatan pelari 10 m/s. kecepatan ini merupakan  kecepatan rata-rata pelari.
Contoh :
Seseorang berjalan lurus ke timur sejauh 30 m dalam waktu 70 sekon dan kemudian ke  barat  sejauh 20 m dalam waktu 30 sekon. Kelajuan rata-rata dan kecepatan rata-rata orang tersebut dalam menempuh perjalanan adalah…
Jawab.

Sketsa dari kasus diatas dapat digambarkan