A. Besaran dan Satuan
Besaran
adalah segala sesuatu yang dapat diukur dan dapat dinyatakan ke dalam
angka-angka.
Berdasarkan
Jenisnya, besaran terbagi 2, yaitu:
1. Besaran
Pokok
Yaitu
besaran yang dapat berdiri sendiri tanpa menurunkannya dari besaran-besaran
lainnya.
|
Besaran Pokok
|
Satuan (SI)
|
Dimensi
|
|
Panjang
|
Meter (m)
|
L
|
|
Massa
|
Kilogram (kg)
|
M
|
|
Waktu
|
Sekon (s)
|
T
|
|
Suhu
|
Kelvin (K)
|
θ
|
|
Kuat Arus Listrik
|
Ampere (A)
|
I
|
|
Intensitas Cahaya
|
Candela (cd)
|
J
|
|
Jumlah Zat
|
Mol (n)
|
N
|
Tabel Besaran Pokok
2. Besaran
Turunan
Yaitu
besaran yang diturunkan dari satu atau lebih besaran-besaran pokok.
|
Besaran Turunan
|
Satuan (SI)
|
Dimensi
|
|
Luas
|
m2
|
L2
|
|
Volume
|
m3
|
L-3
|
|
Massa Jenis
|
kg/m3
|
ML-3
|
|
Kecepatan
|
m/s
|
LT-1
|
|
Percepatan
|
m/s2
|
LT-2
|
|
Gaya
|
Newton (N)
|
MLT-2
|
|
Tekanan
|
Pascal (N/m2)
|
ML-1T-2
|
|
Usaha
|
Joule (J)
|
ML2T-2
|
|
Daya
|
Watt
|
ML2T-3
|
Tabel
Besaran Turunan
A. Vektor
Besaran Skalar
Yaitu
besaran yang memiliki nilai (besar) tetapi tidak memiliki arah.
Contoh:
Jarak, massa, waktu, suhu, kelajuan, volume, luas, energi, dan daya.
Besaran Vektor
Yaitu
besaran yang memiliki nilai (besar) dan arah.
Contoh:
Perpindahan, kecepatan, percepatan, gaya, usaha, momentum dan medan listrik.
1. Resultan
Vektor
Yaitu
hasil penjumlahan/pengurangan vektor.
Cara
Perhitungannya adalah:
· Vektor
segaris dan searah, resultannya dijumlahkan
· Vektor
segaris dan berlawanan, resultannya dikurangi
· Vektor
membentuk sudut resultan
α=
sudut yang dibentuk vektor F1 dan F2
3. Komponen
Vektor
Yaitu hasil uraian sebuah vektor F yang terletak pada
bidang x dan y.
Besar komponen vektor F masing-masing Fx = F.cos αdan
Fy = F.sin α
Besar vektor F
:
Arah vektor
F : α= arc tan
B. Pengertian Gerak
Gerak
adalah perubahan posisi suatu benda terhadap titik acuan. Titik acuan sendiri
didefinisikan sebagai titik awal atau titik tempat pengamat. Gerak bersifat
relatif artinya gerak suatu benda sangat bergantung pada titik acuannya. Benda
yang bergerak dapat dikatakan tidak bergerak, sebgai contoh meja yang ada
dibumi pasti dikatakan tidak bergerak oleh manusia yang ada dibumi. Tetapi bila
matahari yang melihat maka meja tersebut bergerak bersama bumi mengelilingi
matahari.
Contoh lain gerak relatif adalah B
menggedong A dan C diam melihat B berjalan menjauhi C. Menurut C maka A dan B
bergerak karena ada perubahan posisi keduanya terhadap C. Sedangkan menurut B
adalah A tidak bergerak karena tidak ada perubahan posisi A terhadap B.
Disinilah letak kerelatifan gerak. Benda A yang dikatakan bergerak oleh C
ternyata dikatakan tidak bergerak oleh B. Lain lagi menurut A dan B maka C
telah melakukan gerak semu.
Gerak semu adalah benda yang diam
tetapi seolah-olah bergerak karena gerakan pengamat. Contoh yang sering kita
jumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah ketika kita naik mobil yang berjalan
maka pohon yang ada dipinggir jalan kelihatan bergerak. Ini berarti pohon telah
melakukan gerak semu. Gerakan semu pohon ini disebabkan karena kita yang
melihat sambil bergerak.
Pembagian Gerak
Bedasarkan lintasannya gerak dibagi
menjadi 3
Gerak lurus yaitu gerak yang
lintasannya berbentuk lurus
Gerak parabola yaitu gerak yang
lintasannya berbentuk parabola
Gerak melingkar yaitu gerak yang
lintasannya berbentuk lingkaran
Sedangkan berdasarkan percepatannya
gerak dibagi menjadi 2
Gerak beraturan adalah gerak yang
percepatannya sama dengan nol (a = 0) atau gerak yang kecepatannya konstan.
Gerak berubah beraturan adalah gerak
yang percepatannya konstan (a = konstan) atau gerak yang kecepatannya berubah
secara teratur
Pada kesempatan ini hanya akan kita
bahas tentang gerak lurus saja. Gerak lurus sendiri dibagi menjadi 2 :
1. Gerak Lurus Beraturan (GLB)
Adalah
gerak gerak benda yang lintasannya lurus dan kecepatannya konstan (tetap).
Contoh gerak GLB adalah mobil yang bergerak pada jalan lurus dan berkecepatan
tetap.
Persamaan yang digunakan pada GLB
adalah sebagai berikut :
s = v.t
Keterangan :
s adalah jarak atau perpindahan (m)
v adalah kelajuan atau kecepatan
(m/s)
t adalah waktu yang dibutuhkan (s)
Sebelum lebih lanjut membahas
tentang gerak terlebih dahulu kita bahas tentang perbedaan perpindahan dan
jarak tempuh.
Perpindahan adalah besarnya jarak
yang diukur dari titik awal menuju titik akhir sedangkan Jarak tempuh adalah
Panjang lintasan yang ditempuh benda selama bergerak.
Perhatikan gambar dibawah ini
Perpindahan
Sebuah benda bergerak dari A menuju
B kemudian dia kembali ke C. Pada peristiwa di atas Pepindahannya adalah AB –
BC = 200 m – 90 m = 110 m. Sedangkan jarak yang ditempuh adalah AB + BC = 200 m
+ 90 m = 290 m.
Apabila perpindahan dan jarak itu
berbeda maka antara kecepatan dan kelajuan juga berbeda.
Kecepatan didefinisikan sebagai
besarnya perpindahan tiap satuan waktu dan Kelajuan didefinisikan sebagai
besarnya jarak yang ditempuh tiap satuan waktu. Perumusan yang digunakan pada
kecepatan dan kelajuan adalah sama.
Karena dalam hal ini yang kita bahas
adalah gerak lurus maka besarnya perpindahan dan jarak yang ditempuh adalah
sama. Berdasarkan pada alasan ini maka untuk sementara supaya mudah dalam
membahas, kecepatan dan kelajuan dianggap sama.
Pada pembahasan GLB ada juga yang
disebut dengan kecepatan rata-rata. Kecepatan rata-rata didefinisikan besarnya
perpindahan yang ditempuh dibagi dengan jumlah waktu yang diperlukan selama benda
bergerak.
v rata-rata = Jumlah jarak atau
perpindahan / jumlah waktu
Karena dalam kehidupan sehari-hari
tidak memungkinkan adanya gerak lurus beraturan maka diambillah kecepatan
rata-rata untuk menentukan kecepatan pada gerak lurus beraturan.
2. Gerak Lurus Berubah Beraturan
(GLBB)
Adalah
gerak lintasannya lurus dengan percepatan tetap dan kecepatan yang berubah
secara teratur. Contoh GLBB adalah gerak buah jatuh dari pohonnya, gerak benda
dilempar ke atas.
GLBB dibagi menjadi 2 macam :
a. GLBB dipercepat
Adalah
GLBB yang kecepatannya makin lama makin cepat, contoh GLBB dipercepat adalah gerak
buah jatuh dari pohonnya.
Grafik hubungan antara v terhadap t
pada GLBB dipercepat adalah
b. GLBB diperlambat
Adalah GLBB yang kecepatannya makin
lama makin kecil (lambat). Contoh GLBB diperlambat adalah gerak benda dilempar
keatas.
Grafik hubungan antara v terhadap t
pada GLBB diperlambat
C. Gerak Parabola
Gerak
parabola merupakan gerak dua dimensi suatu benda yang bergerak membentuk sudut
tertentu (sudut elevasi) dengan sumbu x atau y. Bukan gerak yang lurus vertikal
atau lurus horizontal. Sebagai ilustrasi kita melempar buah apel kepada teman
yang berada di depan kita. Jika dicermati, lintasan yang dilalui oleh apel
adalah parabola.
Gerak
parabola merupakan gabungan antara gerak lurus beraturan (GLB) dan gerak lurus
berubah beraturan.
Komponen sumbu x
Pada gerak parabola, komponen sumbu x merupakan komponen dari GLB, di mana kecepatan pada arah horizontal di posisi manapun adalah tetap (konstan). CATATAN PENTING : Komponen kecepatan awal (Vo) di sumbu x adalah Vox = Vo cos θ. Persamaan pada sumbu x diperoleh dari persamaan umum GLB. Tabel berikut menunjukkan persamaan gerak parabola pada sumbu x yang diambil dari persamaan umum GLB.
Komponen sumbu y
Pada komponen sumbu y, gerak parabola merupakan GLBB diperlambat karena berlawanan dengan gravitasi. Masih ingat 3 persamaan GLBB ? perlu diketahui perubahan simbol pada gerak parabola dari GLBB : posisi atau perpindahan benda disimbolkan dengan y ( pada GLBB disimbolkan s), percepatan menggunakan percepatan gravitasi -g karena ke arah atas (pada GLBB percepatan benda a). CATATAN PENTING : Komponen kecepatan awal (Vo) di sumbu y adalah Voy = Vo sin θ. Tabel berikut menunjukkan persamaan gerak parabola pada sumbu y yang diambil dari persamaan umum GLBB.
Menentukan Waktu untuk Ketinggian Maksimum
(puncak)
Ketinggian maksimum dicapai pada sumbu y, maka kita harus menggunakan tinjauan komponen sumbu y di atas. Pada ketinggian maksimum, kecepatan benda pada sumbu y adalah nol (Vy =0). sehingga diperoleh persamaan :
Menentukan Waktu untuk kembali ke
posisi/ketinggian semula
waktu yang ditempuh benda selama bergerak di udara dari posisi awak ke posisi akhir pada ketinggian yang sama adalah sama dengan 2 kali waktu yang diperlukan untuk mencapai ketinggian maksimum. Sehingga diperoleh persamaan :
Menentukan Ketinggian Maksimum
sama seperti
tinjauan menentukan waktu untuk ketinggian maksimum di atas, namun kita gunakan
persamaan kecepatan yang ke dua. Yaitu :
Menentukan Jangkauan Maksimum
Jangkauan
maksimum merupakan jarak maksimum yang ditempuh dalam sumbu x (arah
horizontal). Untuk memperoleh persamaannya digunakan tinjauan pada sumbu x.
Ingat untuk menentukan jarak pada arah horizontal digunakan persamaan x
= Vo sin θ x tx dimana besarnya tx = 2 tp.
Gerak setengah Parabola
Gerak setengah
parabola merupakan gerak suatu benda yang pada awalnya bergerak horizontal pada
ketinggian tertentu, sehingga ketika jatuh ke bawah akan membentuk lintasan
setengah parabola. Hal yang perlu diperhatikan pada gerak ini adalah :
1.
Pada arah vertikal ke bawah berlaku persamaan
gerak jatuh bebas h = ½ gt2
2.
Pada arah horizontal berlaku persamaan GLB X = V x t
