Contoh Soal gerak lurus beraturan dalam bentuk grafik

Gerak lurus beraturan (GLB) adalah soal yang sering muncul, baik dalam Ujian Sekolah, UTBK, maupun ujian mandiri berbagai perguruan tinggi. Hal ini karena topik ini tergolong materi dasar dalam masa SMA dan menjadi fondasi berbagai materi lainnya yang lebih kompleks. Oleh karena itu, memahami topik tersebut adalah sebuah keharusan.

Selain itu, GLB tergolong lebih dasar daripada materi lain sehingga pengerjaannya biasanya lebih sederhana. Maka dari itu, ayo simak penjelasan tentang gerak lurus beraturan di bawah ini biar kamu tidak salah dalam mengerjakannya!

1. Pengertian Gerak Lurus Beraturan

Untuk memahami arti gerak lurus beraturan, kita bisa membedahnya kata per kata. Dalam fisika, kata “gerak” mengacu kepada adanya proses perubahan posisi dari satu tempat ke tempat lainnya. Kemudian, “lurus” berarti bahwa sebuah benda melakukan gerak mengikuti garis linear tanpa ada perubahan arah gerak. Terakhir, kata “beraturan” bermakna kecepatan benda yang konstan, tidak berubah sama sekali.

Dari penjelasan di atas, dapat kita simpulkan bahwa gerak lurus beraturan adalah proses perubahan posisi dalam lintasan linear dengan kecepatan konstan. Karena kecepatan yang tidak berubah itu, benda dalam GLB tidak memiliki percepatan (a=0).

Pada bab tentang gerak lurus, gerak lurus beraturan ini akan sangat sering berdampingan dengan gerak lurus berubah beraturan (GLBB). Sedikit berbeda dari pasangannya, GLBB memiliki percepatan (a≠0) sehingga kecepatannya tidak konstan.

2. Rumus Dasar Gerak Lurus Beraturan

Ketika suatu benda berpindah, tentu benda tersebut membutuhkan waktu untuk sampai ke posisi barunya. Karena kita memiliki asumsi bahwa kecepatan tidak berubah sama sekali, kita dapat mencari kecepatan dengan membagi jarak yang kita tempuh dengan waktu yang kita butuhkan (definisi kecepatan adalah jarak yang ditempuh per satuan waktu). Jika jarak kita simbolkan sebagai s dan waktu tempuh adalah t, rumusnya menjadi:

v = s / t

di mana satuan internasionalnya adalah m/s.

Selain itu, dengan proses aljabar, kita dapat menghitung jarak pada gerak lurus beraturan (dengan satuan m) lewat rumus:

s = v * t

Apabila ingin menghitung waktu (dengan satuan sekon atau detik), rumusnya adalah

t = s / v

Baca juga: Yuk, Cari Tahu Tentang Besaran dan Satuan dalam Materi Fisika!

3. Gerak Lurus Beraturan dengan Tinjauan Grafik

Terkadang, soal yang Sobat SimulasiKu temui tidak mencantumkan apa-apa sebagai “diketahui”, selain gambar grafik. Kalau berhadapan dengan soal seperti ini, jangan takut! Selama kamu tahu cara membaca grafiknya, dijamin Sobat dapat mengerjakannya dengan lancar.

Nah, dalam GLB sendiri, ada dua jenis grafik yang muncul dalam soal:

a. Grafik Kecepatan-Waktu

Grafik yang memiliki nama lain grafik v-t ini memperlihatkan bagaimana kecepatan berubah seiring dengan perubahan waktu. Jika harus menentukan berapa jarak yang ditempuh, kita tinggal menghitung luas di bawah grafiknya saja. 

Sama seperti menghitung persegi panjang, di mana rumusnya adalah panjang x lebar, panjang-nya dapat kita ganti dengan t1 dan lebar-nya dapat kita ganti dengan v1. Rumusnya pun menjadi:

S1 = v1 * t1

b. Grafik Jarak-Waktu

Memiliki nama lain grafik s-t, grafik ini memperlihatkan perubahan jarak sekarang terhadap posisi awal seiring dengan perubahan waktu. Pada grafik tersebut, kita bisa mencari kecepatannya. Sebagai informasi, kecepatan adalah perubahan jarak untuk setiap waktu.

Sekarang, lihatlah gambar grafik di atas. Apakah sepanjang grafik, terjadi perubahan bentuk? Tidak, ‘kan? Grafik tetap menaik dengan gradien yang tetap. Oleh karena itu, kecepatan dapat kita hitung sebagai tangen dari grafik. Tangen dapat dihitung dengan cara:

tan = depan / samping

Rumus tangen di atas juga bisa kita ganti supaya memiliki elemen dalam grafik. Rumusnya pun menjadi seperti berikut:

v1 = s1 / t1

4. Contoh Soal

Diketahui terdapat 2 mobil M1 dan M2 yang berhadapan, terpisah jarak 630 meter. Kedua mobil tersebut mulai bergerak bersamaan dan saling mendekat dengan kecepatan konstan. M1 bergerak dengan kecepatan 40 m/s dan M2 bergerak ke arah berlawanan mendekati M1 dengan kecepatan 20 m/s. Jika titik di mana mereka tepat berpapasan adalah x, berapa jauh x dari jarak awal M1?

Soal tentang 2 mobil yang berhadapan ini sangat sering muncul dalam materi tentang gerak lurus beraturan. Bagaimana mengerjakannya? Yuk, simak di bagian berikutnya!

5. Cara Menjawab Contoh Soal

Sebelum mulai mengerjakan, alangkah baiknya kita masukkan semua informasi yang ada dalam bagian “diketahui”.

Dik:

S1,2 = 630 m

v1 = 40 m/s

v2 = 20 m/s

Setelah itu, karena akan bertemu di titik x, kedua mobil tentu berada dalam waktu yang sama (kalau waktunya tidak sama, mereka tidak akan bertemu). Dalam hal ini, kita buat persamaan bahwa t1 = t2. Selanjutnya, kita ubah persamaan tadi supaya memiliki elemen-elemen dalam “diketahui”.

t1 = t2

s1 / v1 = s2 / v2

x / v1 = 630 – x / v2

x = (630 – x / v2) * v1

v2 * x = (630 – x) * v1

20x = (630 – x) * 40

x = (630 – x) * 2

x = 1260 – 2x

3x = 1260

x = 420 m

Jadi, jarak pertemuan kedua mobil yang berhadapan tersebut adalah 420 m dari posisi awal mobil M1.

Wah, ternyata memahami gerak lurus beraturan mudah, ya? Topik ini nantinya akan sangat berguna dalam materi kinematika lainnya, seperti gerak melingkar. Jadi, pelajari dengan baik, ya, Sobat SimulasiKu!

Selain dari artikel ini, Sobat bisa menemukan materi sejenis di website milik SimulasiKu, lo! Media pembelajarannya pun banyak, mulai dari video, bimbel intensif, hingga try out UTBK. Yuk, cek sekarang juga!

Baca juga: Hukum Termodinamika: Prinsip, Manfaat, dan Contoh Soal

Editor: Fria Sumitro