kinematika gerak lurus

Kinematika
kinematika
Gerak
Lurus
mempelajari sifat-sifat gerak tanpa meninjau penyebabnya
gerak lurus
gerak benda yang lintasannya lurus
KINEMATIKA
GERAK LURUS
gerak lurus
beraturan (GLB)
Gerak Lurus
gerak lurus
berubah
beraturan (GLBB)
gerak jatuh bebas
gerak vertikal ke
bawah
gerak vertikal ke atas
Standart Kompetensi
2. Menerapkan konsep dan prinsip dasar kinematika dan dinamika.
Kompetensi Dasar
2.1
Menganalisis besarn fisika pada gerak dengan kecepatan dan percepatan konstan.
Indikator
1. Mendeskripsikan kinematika gerak lurus
2. Mendefinisikan besaran-besaran gerak lurus
3. Membedakan jarak dan perpindahan
4. Membedakan kelajuan rata-rata dan kecepatan rata-rata
5. Menyimpulkan karakteristik gerak lurus beraturan (GLB) dan gerak lurus berubah
beraturan (GLBB)
6. Menganalisis grafik GLB dan GLBB
7. Menerapkan besaran-besaran fisika dalam gerak lurus beraturan dan gerak lurus
berubah
beraturan
dalam
bentuk
persamaan
dan
menggunakannya
dalam
pemecahan masalah.
19 | F i s i k a
SMA
X
(1)/MA
Nurul
Huda/BY
Triyanti
Mandasari
Kinematika
Gerak
Lurus
KINEMATIKA GERAK LURUS
 Definisi kinematika gerak lurus
Kinematika adalah bagian fisika yang mempelajari sifat-sifat gerak tanpa meninjau
penyebabnya.
Gerak lurus adalah gerak benda yang lintasannya lurus.
Suatu benda dikatakan bergerak terhadap benda lain jika posisinya berubah
menurut waktu.
 Besaran-besaran pada gerak lurus
 Jarak
Panjang lintasan yang ditempuh suatu benda. Jarak merupakan besaran skalar
karena hanya mempunyai nilai saja.
 Perpindahan
Perubahan posisi suatu benda dan merupakan besaran vektor karena
mempunyai nilai dan arah.
Example:
Ilustrasi 1
Sebuah mobil bergerak sejauh 80 km ke arah timur, kemudian berbalik arah
sejauh 30 km ke arah barat. Tentukan jarak dan perpindahan yang ditempuh
mobil tersebut?
Jarak yang ditempuh oleh mobil, yakni sebesar 80 km ke arah timur ditambah
30 km ke arah barat. Secara matematis dapat ditulis:
Jarak yang ditempuh = 80 km + 30 km = 110 km
Perpindahan mobil, yakni posisi awal (A) ke posisi akhir (C) dengan arah
perpindahannya menuju ke arah timur. Secara matematis dapat ditulis:
Perpindahan
= 80 km – 30 km = 50 km menuju arah timur.
Ilustrasi 2
Roni berlari dari A ke B, kemudian berbalik ke C, maka jarak dan perpindahan
yang ditempuh Roni adalah?
20 | F i s i k a
SMA
X
(1)/MA
Nurul
Huda/BY
Triyanti
Mandasari
Kinematika
Gerak
Lurus
 Kelajuan
Jarak yang ditempuh tiap satuan waktu. Laju merupakan besaran skalar.
 Kecepatan
Perpindahan yang ditempuh tiap satuan waktu. Kecepatan merupakan besaran
vektor.
 Percepatan
Perubahan kecepatan tiap satuan waktu.
 Kelajuan rata-rata dan kecepatan rata-rata
Kelajuan rata-rata =
𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑗𝑎𝑟𝑎𝑘 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑡𝑒𝑚𝑝𝑢ℎ
Kecepatan rata-rata =
𝑤𝑎𝑘𝑡𝑢 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑢ℎ
𝑝𝑒𝑟𝑝𝑖𝑛𝑑𝑎ℎ𝑎𝑛
𝑠𝑒𝑙𝑎𝑛𝑔 𝑤𝑎𝑘𝑡𝑢
Example:
1. Suatu titik zat bergerak lurus 50 m ke timur dalam waktu 60 sekon dan
kemudian 30 m ke barat dalam waktu 40 sekon. Maka kelajuan rata-rata
dan kecepatan rata-rata selama waktu bergerak sampai akhir bergerak
adalah.....
Kelajuan rata-rata =
𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑗𝑎𝑟𝑎𝑘 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑡𝑒𝑚𝑝𝑢ℎ
𝑤𝑎𝑘𝑡𝑢 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑢ℎ
𝑝𝑒𝑟𝑝𝑖𝑛𝑑𝑎ℎ𝑎𝑛
Kecepatan rata-rata = 𝑠𝑒𝑙𝑎𝑛𝑔 𝑤𝑎𝑘𝑡𝑢 =
50 𝑚+30 𝑚
= 60 𝑠 +
50 𝑚 − 30 𝑚
60 𝑠 − 40 𝑠
=
40 𝑠
20 𝑚
20 𝑠
80 𝑚
= 100 𝑠 = 0,8 𝑚/𝑠
= 1 𝑚/𝑠 ke arah timur
2. Budi berlari ke Timur sejauh 20 m selama 6 s lalu balik ke Barat sejauh 8 m
dalam waktu 4s. Hitung kelajuan rata-rata dan kecepatan rata-rata Budi?
3. Adam berlari di jalan lurus dengan kelajuan 4 m/s dalam waktu 5 menit, lalu
berhenti selama 1 menit untuk kemudian melanjutkan larinya. Kali ini
dengan kelajuan 5 m/s selama 4 menit. Berapakah kelajuan rata-rata
Adam?
4. Amri lari pagi mengelilingi lapangan berbentuk empat persegi panjang
dengan panjang 10m dan lebar 5 m. Setelah melakukan tepat 10 putaran
dalam waktu 1 menit, Amri berhenti.
Tentukan
a. Jarak yang ditempuh Amri
b. Perpindahan Amri
c. Kelajuan rata-rata Amri
d. Kecepatan rata-rata Amri
 Gerak lurus
 Gerak Lurus Beraturan (GLB)
GLB adalah gerak benda yang lintasannya lurus dengan kecepatan tetap dan
percepatan benda nol.
21 | F i s i k a
SMA
X
(1)/MA
Nurul
Huda/BY
Triyanti
Mandasari
Kinematika
Gerak
Lurus
Ciri-ciri:
 Kecepatannya tetap (v = tetap)
 Percepatannya nol (a = 0)
 Lintasannya berupa garis lurus
s = v.t
Persamaan GLB
Keterangan:
s = jarak (m)
v = kecepatan (m/s)
t = waktu (s)
Grafik hubungan s – t dan hubungan v – t
Contoh Soal
1. Sebuah mobil sedan bergerak lurus beraturan.
Pernyataan berikut yang benar adalah....
(1) kecepatan mobil sedan berubah dengan teratur
(2) kecepatan mobil sedan selalu tetap
(3) percepatan mobil sedan nol
(4) percepatan mobil sedan tetap dan tidak nol
a. 1, 2 dan 3
c. 2 dan 4
e. 1, 2, 3 dan 4
b. 1 dan 3
d. 4
2. Perhatikan grafik kecepatan terhadap waktu dari gerak sebuah partikel berikut ini.
Partikel mengalami gerak lurus beraturan (GLB) saat selang waktu.....
a. RS dan ST
b. ST dan UV
c. TU
d. UV
e. VW
Kaji Soal
1. Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan konstan 72 km/jam untuk menempuh
jarak sejauh 6000 meter. Mobil tersebut akan sampai tujuan dalam waktu......menit
a. 2
c. 4
e. 6
b. 3
d. 5
2. Mobil mainan menempuh jarak 60 meter pada lintasan lurus dalam waktu setengah
menit. Kecepatan mobil mainan tersebut adalah....
a. 1,8 km/jam
c. 5,4 km/jam
e. 10.8 km/jam
b. 3,6 km/jam
d. 7,2 km/jam
22 | F i s i k a
SMA
X
(1)/MA
Nurul
Huda/BY
Triyanti
Mandasari
Kinematika
Gerak
Lurus
3. Benda A menempuh jarak 400 m memerlukan waktu yang sama dengan
waktu yang diperlukan benda B untuk menempuh jarak 300 m. Jika benda A
dan B bergerak lurus beraturan maka perbandingan kecepatan antara A dan
B sebesar....
a. 1 : 1
c. 3 : 2
e. 4 : 3
b. 2 : 1
d. 3 : 4
4. Mobil A bergerak ke kanan dengan kelajuan kontan 30 m/s. Mobil B
bergerak ke kiri dengan kelajuan konstan 10 m/s. Jika pada suatu saat jarak
kedua mobil adalah 3600 m, maka kedua mobil akan berpapasan dalam
waktu....
a. 1 menit
c. 2 menit
e. 3 menit
b. 1,5 menit
d. 2,5 menit
 Gerak Lurus Berubah Beraturan
GLBB adalah gerak benda yang lintasannya lurus dengan kecepatan berubah
setiap pertambahan waktu dan percepatan tetap.
Ciri-ciri:
 Kecepatan berubah beraturan (v = berubah beraturan)
 Percepatan tetap (a = tetap)
 Lintasannya lurus
Persamaan-persamaan GLBB
vt = vo ± at
keterangan:
1
s = vot ± 2 at2
vo = kecepatan awal (m/s)
vt2 = vo2 ± 2as
vt = kecepatan pada saat t sekon (m/s)
s=(
𝑣𝑜 +𝑣𝑡
2
a = percepatan (m/s2)
)𝑡
a ( + ) percepatan
a ( – ) perlambatan
Grafik hubungan s – t, grafik hubungan v – t, grafik hubungan a – t
23 | F i s i k a
SMA
X
(1)/MA
Nurul
Huda/BY
Triyanti
Mandasari
Kinematika
Gerak
Lurus
Contoh Soal
1. Bus yang bergerak dengan kecepatan awal 5 m/s, setelah 10 s kemudian
kecepatannya menjadi 30 m/s. Berapa percepatan bus tersebut?
a. 1 m/s
c. 2 m/s
e. 3 m/s
b. 1,5 m/s
d. 2,5 m/s
2. Mobil massa 800 kg bergerak lurus dengan kecepatan awal 36 km/jam,
setelah menempuh jarak 150 m kecepatannya menjadi 72 km/jam. Waktu
tempuh mobil adalah ....
a. 5 sekon
c. 17 sekon
e. 35 sekon
b. 10 sekon
d. 25 sekon
Kaji Soal
1. Seorang pengendara mobil melaju dengan kecepatan 20 m/s. Ketika melihat
ada ”polisi tidur” di depannya dia menginjak rem dan mobil berhenti setelah
5 sekon kemudian. Maka jarak yang ditempuh mobil tersebut sampai
berhenti adalah ....
a. 50 m
c. 150 m
e. 250 m
b. 100 m
d. 200 m
2. Sepeda motor bergerak ke arah utara dengan kecepatan 15 m/s. Setelah 4
detik, kecepatannya berubah menjadi 25 m/s. Jarak yang ditempuh sepeda
motor tersebut adalah .... m
a. 80
c. 240
e. 300
b. 120
d. 260
3. Tetesan oli yang bocor jatuh dari mobil yang bergerak lurus dilukiskan
seperti pada gambar! Yang menunjukkan mobil bergerak dengan
percepatan tetap adalah ....
a. 1 dan 3
b. 2 dan 3
c. 2 dan 4
d. 1, 2 dan 3
e. 2, 3 dan 4
4. Perhatikan grafik v-t yang menunjukkan sebuah mobil selama tujuh jam
berikut ini! Bagian grafik yang menunjukkan percepatan yang paling besar
adalah ....
a. AB
b. BC
c. CD
d. DE
e. EF
24 | F i s i k a
SMA
X
(1)/MA
Nurul
Huda/BY
Triyanti
Mandasari
Kinematika
Gerak
Lurus
5. Sebuah mobil yang bergerak dengan kecepatan awal 15 m/s meningkatkan
kecepatannya dengan percepatan 2 m/s. Jarak yang ditempuh dalam waktu
6 sekon adalah?
a. 162 m
c. 142 m
e. 126 m
b. 146 m
d. 132 m
 Gerak Vertikal
 Gerak Jatuh Bebas (GJB)
GJB adalah gerak sebuah benda yang jatuh dari suatu ketinggian tertentu,
tanpa adanya gaya dorong (kecepatan awal nol).
Ciri-ciri:
 Tidak mempunyai kecepatan awal (vo = 0)
 s=h
 Arah percepatan ke bawah dan bertanda positif (a = g)
Persamaan-persamaan GJB
vt = gt
1
h = 2 gt2
vt2 = 2gh
Keterangan:
h = tinggi benda saat dijatuhkan (m)
g = percepatan gravitasi bumi (m/s2)
Contoh Soal
1. Sebuah benda dilemparkan tanpa kecepatan awal dari ketinggian 100 m.
Jika percepatan gravitasi 10 m/s2, maka ketinggian benda diukur dari
tanah pada detik ke-2 adalah....
a. 20 m
c. 50 m
e. 80 m
b. 25 m
d. 70 m
2. Sebuah duren jatuh dari ketinggian 25 m, maka duren tersebut akan
sampai pada ketinggian 5 m setelah jatuh ........ detik
a. 2
c. 4
e. 6
b. 3
d. 5
Kaji Soal
1. Sebutir kelapa yang sudah tua jatuh bebas dari pohon yang tingginya 15
m. Jika percepatan gravitasi 10 m/s2, berapa lama kira-kira kelapa
melayang di udara sampai mengenai tanah?
a. √2 sekon
c. 1,5 sekon
e. 2,0 sekon
b. √3 sekon
d. 5√2 sekon
25 | F i s i k a
SMA
X
(1)/MA
Nurul
Huda/BY
Triyanti
Mandasari
Kinematika
Gerak
Lurus
2. Batu jatuh bebas dari ketinggian 320 m, lengkapi data-data berikut
gunakan percepatan gravitasi 10 m/s2.
a. Kecepatan awal .......... m/s
b. Percepatan .......... m/s2
c. Waktu yang diperlukan batu hingga menyentuh tanah .......... sekon
d. Jarak yang ditempuh batu hingga detik ke – 2 .......... m
e. Ketinggian batu diukur dari tanah saat detik ke – 2 .......... m
3. Berapakah kecepatan sebuah benda saat jatuh bebas dari ketinggian 5
m saat tepat tiba di tanah (anggap g = 10 )?
4. Seorang tukang batu menjatuhkan ember yang kosong untuk diisi beton
dari sebuah proyek apartemen tanpa kecepatan awal. Posisi tukan
tersebut 20 meter dari tanah. Berapakah waktu yang dibutukan ember
tersebut jatuh ke tanah? Jika percepatan gravitasi di apartemen itu
adalah 10 m/s2.
5. Sepotong kapur yang massanya 20 gram jatuh bebas dari puncak gedung
bertingkat yang tingginya 10 m. Apabila gesekan dengan udara diabaikan dan
g = 10 m/s², maka kecepatan kapur pada saat sampai di tanah adalah . . . .

Gerak Vertikal ke Bawah
GVB adalah gerak sebuah benda yang jatuh dari suatu ketinggian tertentu,
dengan kecepatan awal (vo)
Ciri-ciri:
 mempunyai kecepatan awal (vo)
 s=h
 Arah percepatan ke bawah dan bertanda positif (a = g)
Persamaan-persamaan GVB
vt = vo + gt
1
h = vot + 2 gt2
vt2 = vo2 + 2gh
Contoh Soal
1. Bola dilempar vertikal ke bawah dari sebuah bangunan bertingkat
dengan kelajuan awal 10 m/s dan tiba di tanah setelah 2 sekon. Berapa
kelajuan bola ketika menyentuh tanah ? (g = 10 m/s2)
2. Batu dilempar ke dalam sumur dengan kelajuan awal 5 m/s dan
menyentuh permukaan air sumur setelah 2 sekon. Berapa kedalaman
sumur ?
26 | F i s i k a
SMA
X
(1)/MA
Nurul
Huda/BY
Triyanti
Mandasari
Kinematika
Gerak
Lurus
Kaji Soal
1. Seorang peneliti ingin mengetahui kedalaman sebuah gua bawah tanah.
Peneliti tersebut melempar sebuah batu ke dalam gua dengan kelajuan
6 m/s. Setelah 5 detik, diketahui batu tersebut mengenai dasar gua.
Kedalaman gua adalah...... m. (g = 10 m/s2)
a. 100
c. 122
e. 155
b. 120
d. 140
2. Sebuah air terjun memiliki ketinggian 10 m. Jika air jatuh dari atas ke
bawah dengan kecepatan awal 2 m/s, kecepatan air tersebut saat
membentur dasar air terjun adalah ....... m/s (g = 9,8 m/s2)
a. 2
c. 10
e. 12
b. 5√2
d. 10 √2
3. Dari sebuah bangunan setinggi 10 meter, sebuah bungkusan
dilemparkan vertikal ke bawah dengan kelajuan 10 m/s. Tentukan:
(a) Laju bungkusan saat menyentuh tanah
(b) selang waktu bungkusan mencapai tanah
4. Sebuah batu dilemparkan ke dalam sebuah sumur dengan kelajuan
awal 5 m/s. Jika batu tercebur dalam air sumur setelah 4 sekon,
tentukan:
(a) kelajuan batu saat mengenai air sumur
(b) kedalaman sumur
5. Dari puncak bangunan setinggi 50 meter, sebuah bungkusan dilempar
vertikal ke bawah dengan laju 10 m/s. Tentukan:
(a) Lamanya bungkusan mencapai tanah
(b) laju bungkusan sesaat sebelum menyentuh permukaan tanah

Gerak Vertikal ke Atas (GVA)
GVA adalah gerak sebuah benda yang dilempar ke atas dengan kecepatan
awal (vo).
Ciri-ciri:
 Mempunyai kecepatan awal
 s=h
 Arahnya berlawanan dengan percepatan gravitasi bumi dan bertanda
negatif (–)
 Pada ketinggian maksimum v = 0
Persamaan-persamaan GVA
v = vo - gt
1
h = vot - 2 gt2
v2 = vo2 – 2gh
27 | F i s i k a
SMA
X
(1)/MA
Nurul
Huda/BY
Triyanti
Mandasari
Kinematika
Gerak
Lurus
TRIK PINTAR
Pada saat ketinggian maksimum, kecepatannya nol (v = 0), waktu
tempuhnya dapat diperoleh:
vt = vo – gt
𝑣𝑜
0 = vo – gt
maka maks
=
t
𝑔
Pada saat ketinggian maksimum, kecepatannya nol (v = 0), sehingga
ketinggian maksimum yang dicapai:
v2 = vo2 – 2gh
𝑣𝑜2
0 = vo – gt
maka maks
h
=
𝑔
Contoh Soal
1. Sebuah peluru ditembakkan vertikal ke atas dari puncak menara yang
tingginya 60 m, di tempat yang mempunyai gravitasi 10 m/s2. Apabila
kecepatan awal peluru 20 m/s, maka tinggi maksimum yang dicapai
peluru dihitung dari tanah adalah?
a. 80 m
c. 95 m
e. 120 m
b. 90 m
d. 100 m
Kaji Soal
1. Sebuah batu dilempar vertikal ke atas dengan kecepatan awal 100 m/s.
Jika percepatan gravitasi = 10 m/s² maka tentukan :
a. Waktu yang diperlukan untuk mencapai ketinggian maksimum
b. Tinggi maksimum yang dapat dicapai oleh benda
2. Bola dilempar vertikal ke atas dengan kelajuan awal 10 m/s. Tentukan
ketinggian maksimum bola. g = 10 m/s2
3. Benda bermassa 2 kg dilempar vertikal ke atas dari tanah dan jatuh ke
tanah kembali setelah bergerak 6 sekon. Apabila percepatan gravitasi
bumi 10 m/s2, ketinggian maksimum yang dapat dicapai benda
tersebut....
a. 25 m
c. 50 m
e. 175 m
b. 45 m
d. 95 m
4. Sebuah benda dilemparkan ke atas dengan kecepatan 30 m/s. Hitunglah
waktu dan ketinggian bola tersebut ketika mencapai titik tertinggi, jika
percepatan gravitasi benda = 10 m/s2.
5. (No.4) Berapa lama waktu yang dibutuhkan benda untuk sampai kembali
ke tanah?
6. Sebuah benda dilempar tegak lurus ke atas dengan kecepatan 16 m/s.
Abaikan gesekan udara dan anggap g= 10m/s². Tentukan:
a. ketinggian maksimum yang dicapai benda
b. berapa waktu yang dibutuhkan untuk mencapai ketinggian tersebut?
28 | F i s i k a
SMA
X
(1)/MA
Nurul
Huda/BY
Triyanti
Mandasari