Gerak

Dalam ilmu fisika, gerak didefinisikan sebagai perubahan tempat atau kedudukan baik hanya sekali maupun berkali-kali [1] Diarsipkan 2009-08-05 di Wayback Machine.. Gerak bisa maju bisa mundur, dan bisa maju mundur. Gerak juga bisa naik dan turun, bisa juga naik turun. Benda yang sedang bergerak selalu mempunyai lintasan. Di dunia sains, gerak memiliki nilai besaran skalar dan vektor. Kombinasi dari kedua besaran tersebut dapat menjadi besaran baru yang disebut kecepatan dan percepatan. Gerakan pada sebuah benda umumnya dipengaruhi oleh dua jenis energi, yakni Energi Potensial dan Energi kinetik. Berdasarkan perubahannya gerak dapat dibagi menjadi dua jenis, gerak osilasi dan tidak berosilasi.

Besaran fisika pada gerak lurus

Besaran fisika pada gerak lurus adalah beberapa sifat fisika pada benda yang ketika bergerak dapat diukur. Perubahan letak benda dilihat dengan membandingkan letak benda tersebut terhadap suatu titik yang diangggap tidak ber-gerak atau disebut titik acuan, sehingga gerak memiliki pengertian yang relatif atau nisbi. Studi mengenai gerak benda, konsep-konsep gaya,dan energi yang berhubungan, membentuk suatu bidang yang disebut mekanika. Mekanika dibagi menjadi dua bagian, yaitu kinematika dan dinamika. Kinematika adalah ilmu yang mempelajari gerak benda tanpa meninjau gaya penyebabnya, sedangkan dalam dinamika mempelajari tentang gerak dan gaya penyebabnya.

Berikut adalah besaran-besaran pada gerak dalam bidang satu dimensi atau gerak lurus:

• Kedudukan diartikan sebagai letak (posisi) suatu benda pada waktu tertentu terhadap acuan. Pengukuran posisi, jarak, atau laju harus dibuat dengan mengacu pada suatu kerangka acuan atau kerangka sudut pandang.
• Jarak merupakan besaran skalar dalam fisika, jarak merupakan panjang lintasan sesungguhnya yang ditempuh oleh suatu benda dalam waktu tertentu.
• Perpindahan merupakan besaran vektor dalam fisika, perpindahan ialah perubahan kedudukan suatu benda karena perubahan waktu. Secara matematis ditulis $\Delta x=x_{2}-x_{1}$ , dengan $x_{1}$ adalah posisi awal dan $x_{2}$ adalah posisi akhir.
• Kelajuan rata-rata dan kecepatan rata-rata. Istilah kelajuan atau laju menyatakan seberapa jauh sebuah benda bergerak dalam selang waktu tertentu. Jika sebuah mobil menempuh 240 km dalam waktu 3 jam, dapat kita katakan bahwa laju rata-ratanya adalah 80 km/jam. Secara umum, laju rata-rata sebuah benda didefinisikan sebagai jarak total yang ditempuh sepanjang lintasannya dibagi waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak tersebut. Secara matematis persamaan kecepatan rata-rata dapat dituliskan sebagai berikut; $Kelajuan\ rata-rata={jarak\ yang\ ditempuh \over selang\ waktu}$ atau ${\bar {v}}={s \over t}$. Istilah kecepatan dan laju sering dipertukarkan dalam bahasa sehari-hari, namun dalam fisika terdapat perbedaan di antara keduanya. Laju adalah sebuah bilangan positif dengan satuan m/s, yang menyatakan perbandingan jarak yang ditempuh oleh benda terhadap waktu yang dibutuhkannya. Kecepatan rata-rata digunakan untuk menyatakan seberapa cepat sebuah benda bergerak maupun arah geraknya. Dengan demikian, kecepatan merupakan besaran vektor. Ada perbedaan kedua antara laju dan kecepatan, yaitu kecepatan rata-rata didefinisikan dalam hubungannya dengan perpindahan, dan bukan dalam jarak total yang ditempuh. Secara matematis persamaan kecepatan rata-rata dapat dituliskansebagai berikut; $Kecepatan\ rata-rata={perpindahan \over selang\ waktu}$ atau ${\bar {v}}={\frac {\Delta s}{\Delta t}}$.
• Kelajuan sesaat dan kecepatan sesaat Kelajuan sesaat adalah kelajuan rata-rata yang waktu tempuhnya mendekati nol. Kecepatan sesaat adalah kecepatan rata-rata yang selang waktunya mendekati nol. Ketika sebuah mobil bergerak dengan kelajuan tertentu, kita dapat melihat besarnya kelajuan mobil tersebut pada speedometer. Kelajuan sebuah mobil dalam kenyataannya tidak ada yang konstan, melainkan berubah-ubah. Akan tetapi, kita dapat menentukan kelajuan pada saat waktu tertentu. Kelajuan yang dimaksud adalah kelajuan sesaat. Kelajuan sesaat merupakan besaran skalar, sedangkan kecepatan sesaat merupakan besaran vektor. Oleh karena itu, kelajuan sesaat disebut juga sebagai nilai dari kecepatan sesaat. Kelajuan atau kecepatan sesaat berlaku untuk Δt mendekati nilai nol. Umumnya, konsep kelajuan dan kecepatan sesaat digunakan pada kejadian yang membutuhkan waktu yang sangat pendek. Misalnya, kelajuan yang tertera pada speedometer. Kecepatan sesaat secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut. $v=\lim _{\vartriangle t\to \ 0}{\Delta x \over \Delta t}$
• Percepatan, percepatan didefinisikan sebagai laju perubahan kecepatan terhadap waktu. Percepatan adalah turunan kedua dari perpindahan, yaitu percepatan dapat ditemukan dengan membedakan posisi terhadap waktu dua kali atau membedakan kecepatan terhadap waktu satu kali. Satuan SI untuk percepatan adalah ${\displaystyle ms^{-2}}$ atau meter per detik kuadrat. Secara matematis percepatan dirumuskan. $percepatan={perubahan\ kecepatan \over perubahan\ waktu}$ atau ${\bar {a}}={\Delta {\bar {v}} \over \Delta t}$

Macam-macam

Gerak lurus beraturan

Gerak lurus beraturan adalah gerak lurus dengan kecepatan yang tetap (v=tetap). Percepatan di dalam gerak lurus beraturan sama dengan nol (a=0). Lintasannya berupa garis lurus.

Gerak lurus berubah beraturan

Gerak lurus berubah beraturan adalah gerak lurus suatu objek dengan kecepatan perubahan yang tetap terhadap waktu. Terdapat dua jenis gerak lurus berubah beraturan yaitu gerak lurus berubah beraturan dipercepat dan gerak lurus berubah beraturan diperlambat.

Gerak peluru

Gerak peluru adalah gerak dua dimensi yang bergerak ke atas dengan membentuk sudut tertentu terhadap arah horizontal. Arah tempuh dari gerak peluru juga dapat dari sudut sembarang dari ketinggian tertentu. Gerak peluru terjadi pada setiap benda yang dilempar ke atas dalam arah tidak vertikal atau ditembakkan dengan sudut sembarang dari ketinggian tertentu. Keberadaan gravitasi menyebabkan lintasan gerak peluru selalu melengkung ke bawah. Selama pergerakan terjadi, kecepatan arah horizontal selalu bernilai tetap.

Alat bantu pengamatan

Pesawat Atwood

Pesawat Atwood tersusun dari sebuah katrol dan tali yang digunakan untuk menggantung dua buah beban. Pengamatan yang diperoleh berupa gerak lurus dengan bermacam-macam percepatan. Pesawat Atwood digunakan untuk membuat pengamatan gerak lurus dengan kecepatan tetap, gerak lurus dengan percepatan tetap, dan gerak lurus dengan kecepatan dan percepatan yang dapat diatur nilainya. Penggunaan pesawat Atwood hanya untuk benda yang bergerak lambat. Pesawat Atwood menghasilkan percepatan dan kecepatan dengan menentukan massa beban yang digantung pada dua sisi tali. Gerak lambat diperoleh dengan memberikan dua benda dengan selisih massa yang sangat kecil. Sedangkan gaya yang lebih cepat diperoleh dengan memperbesar selisih massa antara kedua benda yang digantung.

Fenomena alam

Cahaya

Cahaya selalu bergerak lurus. Pembelokan yang teramati pada cahaya merupakan bias penglihatan mata. Pengamatan cahaya yang mengalami pembelokan juga hanya terjadi pada saat cahaya merambat melalui medium berkekerapan rendah menuju medium berkekerapan tinggi, seperti dari udara ke air.

Daftar pustaka

1. Abdullah, Mikrajuddin (2016). Fisika Dasar I (PDF). Bandung: Institut Teknologi Bandung. Diarsipkan (PDF) dari versi asli tanggal 2022-09-15. Diakses tanggal 2021-01-30. 
2. Nurlina dan Riskawati (2017). Fisika Dasar I (PDF). Makassar: LPP Unismuh Makassar. ISBN 978-602-8187-70-1. 

Bacaan lebih lanjut

• Abdullah, Mikrajuddin (2004). Sains Fisika SMP Untuk Kelas VII. Jakarta: Esis/Erlangga. ISBN 979-734-139-9.  (Indonesia)