Dalam dunia fisika, gerak merupakan salah satu konsep fundamental yang sering kita temui dalam kehidupan sehari-hari. Salah satu jenis gerak yang penting untuk dipahami adalah gerak lurus berubah beraturan (GLBB). Gerak ini terjadi ketika sebuah benda bergerak dalam lintasan lurus dengan percepatan tetap, baik itu percepatan positif (mempercepat) maupun percepatan negatif (memperlambat).
Pemahaman tentang GLBB sangat penting dalam berbagai bidang seperti transportasi, teknik mesin, hingga olahraga. Dalam artikel ini, kita akan membahas ciri-ciri gerak lurus berubah beraturan serta aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari, dilengkapi dengan ilustrasi untuk memudahkan pemahaman.
Pengertian Gerak Lurus Berubah Beraturan
GLBB adalah gerak benda dalam lintasan lurus dengan percepatan tetap. Artinya, kecepatan benda berubah secara teratur setiap detik. Perubahan kecepatan ini bisa berupa pertambahan atau pengurangan kecepatan yang terjadi dalam selang waktu yang sama.
Ilustrasi Konsep GLBB
Bayangkan seorang pengendara sepeda motor yang sedang mempercepat lajunya.
- Awalnya, ia bergerak dengan kecepatan 10 m/s.
- Setelah 5 detik, kecepatannya bertambah menjadi 20 m/s.
- Setiap detik, kecepatannya meningkat 2 m/s.
Karena perubahan kecepatan terjadi secara konstan dalam setiap detik, maka ini adalah contoh gerak lurus berubah beraturan dipercepat.
Sebaliknya, jika pengendara sepeda motor yang awalnya bergerak dengan kecepatan 20 m/s kemudian mengerem hingga berhenti dalam 5 detik, maka ia mengalami gerak lurus berubah beraturan diperlambat.
Ciri-Ciri Gerak Lurus Berubah Beraturan
1. Memiliki Lintasan Lurus
Sesuai dengan namanya, GLBB selalu terjadi dalam lintasan lurus. Jika sebuah benda bergerak dengan percepatan tetap tetapi dalam lintasan melengkung, itu bukan termasuk GLBB, melainkan gerak melingkar berubah beraturan.
Ilustrasi:
Seorang atlet sedang berlari di lintasan lurus. Jika ia mempercepat atau memperlambat lajunya dengan percepatan tetap, maka gerakannya adalah GLBB. Namun, jika ia berlari di lintasan melingkar, meskipun kecepatannya berubah, itu bukan termasuk GLBB karena lintasannya bukan lurus.
2. Kecepatan Berubah Secara Teratur
Dalam GLBB, kecepatan benda tidak tetap tetapi berubah dengan pola tertentu. Perubahan kecepatan ini selalu terjadi dalam jumlah yang sama setiap detik karena percepatan benda tetap.
Ilustrasi:
Misalkan sebuah mobil awalnya bergerak dengan kecepatan 5 m/s, kemudian setelah 1 detik, kecepatannya bertambah menjadi 7 m/s, lalu 9 m/s pada detik berikutnya, dan seterusnya.
- Perubahan kecepatan selalu 2 m/s setiap detik, sehingga percepatannya konstan.
- Ini membuktikan bahwa mobil mengalami gerak lurus berubah beraturan dipercepat.
Jika kecepatan mobil berkurang dengan jumlah yang sama setiap detik (misalnya dari 15 m/s ke 13 m/s, lalu 11 m/s, dan seterusnya), maka mobil mengalami gerak lurus berubah beraturan diperlambat.
3. Memiliki Percepatan Tetap
Ciri utama dari GLBB adalah percepatannya selalu konstan. Percepatan ini bisa bernilai positif (mempercepat) atau negatif (memperlambat).
- Percepatan positif terjadi ketika kecepatan benda bertambah setiap detik.
- Percepatan negatif terjadi ketika kecepatan benda berkurang setiap detik (disebut juga perlambatan atau deselerasi).
Ilustrasi:
Sebuah pesawat saat lepas landas dari landasan pacu akan mengalami GLBB dipercepat karena kecepatannya bertambah dengan percepatan tetap. Sebaliknya, ketika pesawat mendarat dan mengerem hingga berhenti, ia mengalami GLBB diperlambat.
4. Waktu dan Jarak Tempuh Berhubungan Secara Kuadratis
Dalam GLBB, jarak yang ditempuh benda tidak bertambah secara linier, tetapi bertambah dengan kuadratis terhadap waktu. Artinya, semakin lama benda bergerak, semakin besar pertambahan jaraknya.
Ilustrasi:
Misalkan seseorang menjatuhkan bola dari ketinggian tertentu.
- Pada detik pertama, bola mungkin jatuh sejauh 5 meter.
- Pada detik kedua, bola jatuh lebih jauh, misalnya 15 meter.
- Pada detik ketiga, jarak yang ditempuh bertambah lebih besar lagi, misalnya 30 meter.
Jarak tempuhnya tidak bertambah secara tetap setiap detik, tetapi semakin besar seiring waktu karena pengaruh percepatan gravitasi.
5. Hukum Gerak Newton Berlaku
GLBB mengikuti Hukum Kedua Newton, yang menyatakan bahwa percepatan suatu benda berbanding lurus dengan gaya yang bekerja padanya dan berbanding terbalik dengan massanya:
F=m⋅a
Di mana:
- F adalah gaya (Newton)
- adalah massa benda (kg)
- adalah percepatan (m/s²)
Jika gaya yang diberikan pada sebuah benda tetap, maka benda akan mengalami percepatan tetap, yang sesuai dengan karakteristik GLBB.
Ilustrasi:
Ketika seseorang mendorong kereta belanja dengan gaya tetap, kereta akan bergerak dengan percepatan tetap. Semakin besar gaya dorongnya, semakin besar percepatan kereta tersebut.
Aplikasi Gerak Lurus Berubah Beraturan dalam Kehidupan Sehari-hari
- Mobil yang Mengakselerasi atau Mengerem
- Ketika mobil mulai melaju dari keadaan diam dan kecepatannya bertambah secara konstan, itu adalah contoh GLBB dipercepat.
- Sebaliknya, ketika mobil mengerem hingga berhenti, itu adalah contoh GLBB diperlambat.
- Gerak Jatuh Bebas
- Jika suatu benda dijatuhkan tanpa hambatan udara, percepatannya konstan karena gravitasi (9,8 m/s²).
- Contohnya adalah buah apel yang jatuh dari pohon.
- Peluncuran Roket
- Roket yang meluncur ke luar angkasa mengalami percepatan konstan saat bahan bakar terbakar dan menghasilkan dorongan tetap.
- Pesawat Lepas Landas dan Mendarat
- Saat pesawat mulai tinggal landas, kecepatannya bertambah secara konstan (GLBB dipercepat).
- Saat mendarat, kecepatannya berkurang secara konstan hingga berhenti (GLBB diperlambat).
Kesimpulan
Gerak lurus berubah beraturan adalah jenis gerak yang terjadi ketika sebuah benda bergerak dalam lintasan lurus dengan percepatan tetap. Ciri-cirinya meliputi lintasan lurus, kecepatan yang berubah secara teratur, percepatan tetap, hubungan kuadratis antara jarak dan waktu, serta kesesuaiannya dengan Hukum Kedua Newton.
Pemahaman tentang GLBB sangat berguna dalam berbagai bidang, mulai dari transportasi hingga ilmu teknik. Dengan mengetahui cara kerja gerak ini, kita dapat lebih memahami fenomena di sekitar kita dan bagaimana cara mengoptimalkan gerakan dalam kehidupan sehari-hari.