MAKALAH KINEMATIKA GERAK

 

A.   Latar Belakang

 

  Fisika adalah salah satu ilmu pasti yang dalam kajiannya terbatas pada fisik benda. Salah satu kajian dalam fisika ialah mengenai gerak benda yang istilah fisikanya disebut mekanika. Dalam bahasan mekanika, gerak suatu benda dispesifikasi menjadi dua ranting bahasan yakni kinematika serta dinamika. Kinematika menjabarkan mengenai gerakan benda tanpa mengaitkan apa penyebab benda tersebut bergerak. Sedang dinamika mengulas mengenai gerakan benda dengan menghubungkan apa menyebabkan benda tersebut bergerak. Jadi dalam mengulas tentang gerakan suatu benda, dapat dilakukan dengan dua pendekatan yakni pendekatan kinematika atau dinamika.

Menelaah tentang gerakan suatu benda dapat memberikan informasi penting masalah benda tersebut, apa lagi benda yang menjadi objek adalah benda dinamis. Misalnya dengan mempelajari gerakan pesawat atau traktor, kita dapat mengetahui kecepatannya. Dan dengan data tersebut kita dapat menghitung berapa waktu serta jarak tempuh pesawat atau traktor tersebut.  Jadi dengan mempelajari gerakan suatu benda, kita dapat memetakan semua informasi yang berhubungan dengan gerakan benda tersebut, salah satunya ialah kecepatan benda.

 

 

 

 

 

 

 

B.   Rumusan Masalah

 

          Sesuai dengan latar belakang diatas, maka makalah ini akan membahas tentang :

1)    Apa pengertian kinematika ?

2)     Apa yang dimaksud dengan Gerak Lurus?

3)    Apa yang dimaksud dengan Gerak Parabola?

4)    Apa yang dimaksud dengan Gerak Rotasi?

 

 

C.   Tujuan

 

        Tujuan penulisan makalah ini antara lain untuk ;

1)    . Mengetahui pengertian kinematika

2)    . Mengetahui yang dimaksud dengan Gerak Lurus

3)    . Mengetahui yang dimaksud dengan Gerak Parabola

4)    . Mengetahui yang dimaksud dengan Gerak Rotasi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

BAB II

PEMBAHASAN

 

 

A.   Pengertian Kinematika

 

                    Dalam fisika, kinematika adalah cabang dari mekanika yang membahas gerakan benda tanpa mempersoalkan gaya penyebab gerakan. Hal terakhir ini berbeda dari dinamika atau sering disebut dengan Kinetika, yang mempersoalkan gaya yang memengaruhi gerakan, karena relatif sederhana, kinematika biasanya diajarkan sebelum dinamika atau sebelum konsep mengenai gaya diperkenalkan.

 

B.   Gerak Lurus

                    Gerak Lurus adalah gerak suatu benda pada lintasan lurus.

a.     Jarak dan Perpindahan

          Jarak merupakan panjang seluruh lintasan yang ditempuh, sedangkan perpindahan merupakan perubahan kedudukan atau posisi suatu benda ditinjau dari posisi awal dan posisi akhir benda.

 

 

Mobil bergerak dari posisi X₁ ke X₂

 

 

          Perubahan posisi dari X₁ ke X₂ dinamakan perpindahan. Biasanya digunakan huruf Yunani ∆ (huruf besar delta) untuk menyatakan perubahan kuantitas. Jadi, untuk menyatakan perpindahan ditulis dengan  persamaan berikut :

 

 

∆x = x₂ – x₁

 

 

b.     Kelajuan dan Kecepatan

               Istilah kelajuan berkaitan dengan jarak tempuh dalam selang waktu tertentu. Kelajuan rata-rata didefenisikan sebagai jarak tempuh dibagi waktu tempuh.

 

 

 

 

 

          Istilah kecepatan berkaitan dengan perpindahan dalam selang waktu tertentu. Kecepatan digunakan untuk menunjukkan seberapa cepat sebuah benda bergerak (arah). Kecepatan rata-rata didefenisikan sebagai perpindahan dibagi waktu tempuh.

 

c.      Percepatan

     Sebuah benda yang kecepatannya berubah dapat dikatakan mengalami percepatan. Percepatan rata-rata didefenisikan sebagai laju perubahan kecepatan atau perubahan kecepatan dibagi waktu tempuh.

 

    

 

1)    Gerak Lurus Beraturan

    Gerak Lurus Beraturan (GLB) adalah gerak lurus pada arah mendatar dengan kecepatan v tetap (percepatan a = 0), sehingga jarak yang ditempuh S hanya ditentukan oleh kecepatan yang tetap dalam waktu tertentu.

 

 

 

Pada umumaya GLB didasari oleh Hukum Newton I ( S F = 0 ).

 

S = X = v . t ; a = Dv/Dt = dv/dt = 0

v = DS/Dt = ds/dt = tetap

 

 

          Tanda D (selisih) menyatakan nilai rata-rata.

          Tanda d (diferensial) menyatakan nilai sesaat.

 

Catatan:

1)    Untuk mencari jarak yang ditempuh, rumusnya adalah  .

2)    Untuk mencari waktu tempuh, rumusnya adalah .

3)    Untuk mencari kecepatan, rumusnya adalah

  .

2)    Gerak Lurus Berubah Beraturan

  Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) adalah gerak lurus pada arah mendatar dengan kecepatan v yang berubah setiap saat karena adanya percepatan yang tetap. Dengan kata lain benda yang melakukan gerak dari keadaan diam atau mulai dengan kecepatan awal akan berubah kecepatannya karena ada percepatan (a= +) atau perlambatan (a= -).

 

Pada umumnya GLBB didasari oleh Hukum Newton II ( S F = m . a ).

 

vt = v0 + a.t   vt2 = v02 + 2 a S   S = v0 t + 1/2 a t2

 

 

              v_t = kecepatan sesaat benda

              v₀ = kecepatan awal benda

             S = jarak yang ditempuh benda

             f(t) = fungsi dari waktu t

 

v = ds/dt = f (t)   a = dv/dt = tetap

          Syarat : Jika dua benda bergerak dan saling bertemu maka jarak yang ditempuh kedua benda adalah sama.

 

a.     Grafik Percepatan Terhadap Waktu

          Benda yang melakukan GLBB memiliki percepatan yang tetap, sehingga grafik percepatan terhadap waktu (a-t) berbentuk garis mendatar sejajar sumbu waktu t

.

b.     Kecepatan Terhadap Waktu pada GLBB yang dipercepat

           Pada GLBB yang dipercepat kecepatan benda semakin lama semakin bertambah besar. Sehingga grafik kecepatan terhadap waktu (v-t) pada GLBB yang dipercepat berbentuk garis lurus condong ke atas dengan gradien yang tetap. Jika benda melakukan GLBB yang dipercepat dari keadaaan diam (kecepatan awal =Vo = 0), maka grafik v-t condong ke atas melalui O(0,0), Jika benda melakukan GLBB dipercepat dari keadaan bergerak (kecepatan awal = Vo ≠ 0 ), maka grafik v-t condong ke atas melalui titik potong pada sumbu v, yaitu (0,Vo).

          Jika anda melempar batu vertikal ke atas, maka batu itu akan mengalami pengurangankecepatan yang sama dalam selang waktu sama. Jadi batu itu dikatakan mengalami perlambatan atau percepatan negatif. Jadi pada GLBB diperlambat, benda mengawali gerakan dengan kecepatan tertentu dan selanjutnya selalu mengalami pengurangan kecepatan. Grafik kecepatan terhadap waktu untuk GLBB diperlambat akan berbentuk garis lurus condong ke bawah.

 

 

 

        3).  Gerak Parabola  

            Merupakan gerak benda dengan lintasan berbentuk parabola (setengah lingkaran). Gerak parabola adalah gabungan dari 2 buah jenis gerakan yaitu Gerak Lurus Beraturan (GLB) yang arahnya mendatar dan Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) yang arahnya vertikal. Gerak vertikal dipengaruhi oleh percepatan gravitasi sehingga kecepatannya akan selalu berubah. Untuk mempelajari gerak parabola maka kita perlu meninjau masing-masing gerak secara terpisah baik yang arah mendatar (komponen X) maupun yang arah vertikal (komponen Y).

 

 

                             Gerak arah mendatar (komponen X)

                             Gerak arah vertikal (komponen Y)

 

            Karena dipengaruhi percepatan grafitasi maka kecepatan pada arah ini akan selalu berubah. adapun nilai kecepatan pada arah vertikal pada tiap saat semakin lama, kecepatan vertikal semakin berkurang dan akhirnya berhenti. Titik dimana kecepatan vertikal nol di capai pada titik tertinggi (titik B). Tinggi titik adapun untuk mencapai titik tertinggi tersebut (titik B).

 

          Gerak ini terdiri dari dua jenis, yaitu:

1.      Gerak Setengah Parabola

          Benda yang dilempar mendatar dari suatu ketinggian tertentu dianggap tersusun atas dua macam gerak, yaitu :

 

a.	Gerak pada arah sumbu X (GLB) vx = v0 Sx = X = vx t.
b.	Gerak pada arah sumbu Y (GJB/GLBB) vy = 0 ]® Jatuh bebas y = 1/2 g t2

 

2.     Gerak Parabola/Peluru

          Benda yang dilempar ke atas dengan sudut tertentu, juga tersusun atas dua macam gerak dimana lintasan dan kecepatan benda harus diuraikan pada arah X dan Y.

a.	Arah sb-X (GLB) v0x = v0 cos q (tetap) X = v0x t = v0 cos q.t
b.	Arah sb-Y (GLBB)v0y = v0 sin q Y = voy t - 1/2 g t2= v0 sin q . t - 1/2 g t2 vy = v0 sin q - g t

 

 

 

 

 

 

                   Syarat mencapai titik P (titik tertinggi):

 

·        v_y = 0

·        t_op = v₀ sin q / g

·         

 

                   sehingga :

 

·        t_op = t_pq

·        t_oq = 2 t_op

·        OQ = v_0x t_Q = V₀² sin 2q / g

·        h _max = v _oy t_p - 1/2 gt_p² = V₀² sin² q / 2g

·        vt = Ö (vx)² + (vy)²  

 

 

 

C.   Gerak Rotasi

 

          Gerak melingkar terbagi dua, yaitu:

1.      Gerak Melingkar Beraturan (GMB)

          GMB adalah gerak melingkar dengan kecepatan sudut (w) tetap. Arah kecepatan linier v selalu menyinggung lintasan, jadi sama dengan arah kecepatan tangensial sedanghan besar kecepatan v selalu tetap (karena w tetap). Akibatnya ada percepatan radial a_r yang besarnya tetap tetapi arahnya berubah-ubah. a_r disebut juga percepatan sentripetal/sentrifugal yang selalu | v.

·        v = 2pR/T = w R

·        a_r = v²/R = w² R

·        s = q R

 

2.  Gerak Melingkar Berubah Beraturan (GMBB)

           GMBB adalah gerak melingkar dengan percepatan sudut a tetap.dalam gerak ini terdapat percepatan tangensial a_T = percepatan linier, merupakan percepatan yang arahnya menyinggung lintasan lingkaran (berhimpit dengan arah kecepatan v).

 

·        a  = Dw/Dt = a_T / R

·        a_T  = dv/dt = a R

·        T  = perioda (detik)

·        R  = jari-jari lingkaran.

·        a   = percepatan angular/sudut (rad/det²)

·        a_T  = percepatan tangensial (m/det²)

·        w  = kecepatan angular/sudut (rad/det)

·        q   = besar sudut (radian)

·        S  = panjang busur

 

Hubungan besaran linier dengan besaran angular:

vt = v0 + a t wt S = v0 t + 1/2 a t2

Þ w0 + a t Þ q = w0 + 1/2 a t2

 

 

 

 

 

 

 

 

BAB III

PENUTUP

 

 

A.   Kesimpulan

 

 

·        Kinematika merupakan salah satu bahasan fisika yang mengulas gerakan benda tanpa menghubungkan penyebab benda tersebut bergerak.

·        Ruang lingkup kinematika, meliputi jarak, perpindahan, kecepatan, kelajuan, percepatan, dan gerak lurus beraturan serta gerak lurus berubah  beraturan.

·        Sangat banyak penerapan kinematika dalam kehidupan, contohnya ialah mesin-mesin modern yang telah digunakan dalam proses pertanian. Contohnya pesawat aero seeding dan mesin pemecah kemiri.

 

B.   Saran

 

     Dengan adanya pembahasan kinematika serta penerapannya dalam kehidupan, diharapkan ada tindak lanjut dalam penerapan kinematika selanjutnya. Demikian yang dapat kami paparkan mengenai materi yang menjadi pokok bahasan dalam makalah ini, tentunya masih banyak kekurangan dan kelemahannya, kerena terbatasnya pengetahuan dan kurangnya rujukan atau referensi yang ada hubungannya dengan judul makalah ini.

     Penulis banyak berharap para pembaca yang budiman sudi memberikan kritik dan saran yang membangun kepada penulis demi sempurnanya makalah ini dan dan penulisan makalah di kesempatan – kesempatan berikutnya. Semoga makalah ini berguna bagi penulis pada khususnya juga para pembaca yang budiman pada umumnya.