Mengenal Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) Dipercepat
Dalam dunia fisika, Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) adalah salah satu konsep dasar yang sering muncul dalam ujian sekolah, ujian masuk perguruan tinggi, maupun seleksi CPNS bidang saintek.
Salah satu bentuk GLBB yang menarik untuk dipelajari adalah GLBB dipercepat, di mana kecepatan benda bertambah secara teratur terhadap waktu karena adanya percepatan konstan.
Topik ini biasanya muncul dalam bentuk grafik kecepatan terhadap waktu (v–t) atau grafik posisi terhadap waktu (s–t). Soal-soal grafik GLBB menuntut kemampuan analisis visual, logika matematis, serta pemahaman konsep fisika dasar.
Artikel ini akan mengulas lengkap pengertian GLBB dipercepat, bentuk grafiknya, rumus-rumus penting, serta contoh soal dan pembahasannya agar kamu bisa menguasainya dengan mudah.
Baca juga : Cara Fusebox Bikin Instalasi Listrik Lebih Aman dan Hemat
Pengertian GLBB Dipercepat
GLBB dipercepat adalah gerak lurus dengan percepatan konstan di mana kecepatan benda meningkat secara linear terhadap waktu. Dalam kasus ini, benda yang awalnya bergerak dengan kecepatan awal v0v_0v0, akan memiliki kecepatan akhir vvv setelah waktu ttt menurut persamaan: v=v0+atv = v_0 + a tv=v0+at
dengan:
- vvv: kecepatan akhir (m/s)
- v0v_0v0: kecepatan awal (m/s)
- aaa: percepatan (m/s²)
- ttt: waktu (s)
Sedangkan posisi benda terhadap waktu dirumuskan sebagai: s=v0t+12at2s = v_0 t + \frac{1}{2} a t^2s=v0t+21at2
dan kecepatan rata-rata dalam GLBB dapat dinyatakan dengan: vrata=v0+v2v_{rata} = \frac{v_0 + v}{2}vrata=2v0+v
Ciri-Ciri Grafik GLBB Dipercepat
Dalam soal-soal grafik, ada dua jenis grafik utama yang sering muncul, yaitu grafik kecepatan terhadap waktu (v–t) dan grafik posisi terhadap waktu (s–t).
1. Grafik v–t (Kecepatan terhadap Waktu)
- Berbentuk garis lurus miring ke atas.
- Kemiringan grafik menunjukkan besarnya percepatan (a).
- Luas di bawah kurva menggambarkan jarak (s) yang ditempuh benda.
2. Grafik s–t (Posisi terhadap Waktu)
- Berbentuk kurva parabola terbuka ke atas.
- Semakin besar waktu, semakin cepat perubahan posisi karena percepatan konstan.
- Kemiringan kurva menunjukkan kecepatan sesaat benda.
Langkah-Langkah Menganalisis Soal Grafik GLBB Dipercepat
- Identifikasi jenis grafik: v–t atau s–t.
- Perhatikan bentuk grafik: garis lurus atau kurva.
- Gunakan rumus dasar GLBB:
- v=v0+atv = v_0 + a tv=v0+at
- s=v0t+12at2s = v_0 t + \frac{1}{2} a t^2s=v0t+21at2
- Hitung luas di bawah kurva (untuk v–t): luas = jarak.
- Gunakan slope (kemiringan) garis untuk menentukan percepatan.
Contoh Soal dan Pembahasan Grafik GLBB Dipercepat
Contoh Soal 1: Grafik Kecepatan terhadap Waktu
Perhatikan grafik kecepatan terhadap waktu berikut (anggap garis lurus dari 0 ke 20 m/s selama 4 detik).
Pertanyaan:
- Berapa percepatan benda?
- Berapa jarak yang ditempuh selama 4 detik?
Pembahasan:
Dari grafik, kecepatan awal v0=0v_0 = 0v0=0 dan kecepatan akhir v=20 m/sv = 20 \, \text{m/s}v=20m/s.
Waktu t=4 st = 4 \, \text{s}t=4s.
- Percepatan:
a=v−v0t=20−04=5 m/s2a = \frac{v - v_0}{t} = \frac{20 - 0}{4} = 5 \, \text{m/s}^2a=tv−v0=420−0=5m/s2
- Jarak (luas di bawah grafik):
Karena berbentuk segitiga, maka:
s=12×alas×tinggi=12×4×20=40 ms = \frac{1}{2} \times alas \times tinggi = \frac{1}{2} \times 4 \times 20 = 40 \, \text{m}s=21×alas×tinggi=21×4×20=40m
Jawaban:
- Percepatan = 5 m/s²
- Jarak = 40 m
Contoh Soal 2: Grafik Posisi terhadap Waktu
Sebuah benda bergerak dengan kecepatan awal 2 m/s dan percepatan tetap 3 m/s². Tentukan jarak yang ditempuh selama 5 detik dan bentuk grafiknya.
Pembahasan:
Gunakan rumus: s=v0t+12at2s = v_0 t + \frac{1}{2} a t^2s=v0t+21at2 s=2(5)+12(3)(52)s = 2(5) + \frac{1}{2}(3)(5^2)s=2(5)+21(3)(52) s=10+12(3)(25)s = 10 + \frac{1}{2}(3)(25)s=10+21(3)(25) s=10+37,5=47,5 ms = 10 + 37,5 = 47,5 \, \text{m}s=10+37,5=47,5m
Grafik s–t akan berbentuk kurva parabola terbuka ke atas, dengan posisi awal di s=0s = 0s=0 dan bertambah cepat seiring waktu.
Contoh Soal 3: Menentukan Percepatan dari Grafik
Diketahui grafik kecepatan terhadap waktu menunjukkan garis lurus dari titik (t=0, v=10) ke (t=5, v=25).
Hitung percepatan benda dan jarak yang ditempuh.
Pembahasan:
- Percepatan:
a=v−v0t=25−105=3 m/s2a = \frac{v - v_0}{t} = \frac{25 - 10}{5} = 3 \, \text{m/s}^2a=tv−v0=525−10=3m/s2
- Jarak (luas di bawah grafik v–t):
Luas trapezium:
s=12(v0+v)t=12(10+25)×5=87,5 ms = \frac{1}{2}(v_0 + v)t = \frac{1}{2}(10 + 25) \times 5 = 87,5 \, \text{m}s=21(v0+v)t=21(10+25)×5=87,5m
Jawaban:
- Percepatan = 3 m/s²
- Jarak = 87,5 m
Contoh Soal 4: Menentukan Waktu dari Grafik
Grafik kecepatan terhadap waktu menunjukkan garis lurus dari (t=0, v=0) ke (t=?, v=30) dengan percepatan 6 m/s². Tentukan waktu yang dibutuhkan untuk mencapai kecepatan 30 m/s.
Pembahasan: v=v0+atv = v_0 + a tv=v0+at 30=0+6t30 = 0 + 6t30=0+6t t=5 st = 5 \, \text{s}t=5s
Jawaban: Waktu yang dibutuhkan adalah 5 detik.
Kesalahan Umum dalam Menjawab Soal Grafik GLBB
- Tidak membedakan antara s–t dan v–t.
Banyak siswa salah menafsirkan grafik, padahal perbedaan bentuknya sangat penting. - Mengabaikan satuan.
Selalu pastikan satuan waktu dan kecepatan konsisten (detik dan m/s). - Lupa menghitung luas di bawah kurva.
Ingat: untuk grafik v–t, luas di bawah kurva = jarak tempuh! - Salah membaca kemiringan grafik.
Garis yang lebih curam berarti percepatan lebih besar.
Tips Cepat Menguasai Soal Grafik GLBB Dipercepat
- Latih interpretasi visual.
Biasakan mengenali bentuk grafik v–t dan s–t. - Gunakan rumus dasar GLBB sebagai panduan logika.
Hafalkan hubungan antara v,v0,a,t,v, v_0, a, t,v,v0,a,t, dan sss. - Gunakan konsep luas dan kemiringan.
- Luas = jarak
- Kemiringan = percepatan
- Jangan terpaku pada angka.
Pahami hubungan antarvariabel agar bisa menjawab soal non-numerik. - Latihan dengan variasi grafik.
Misalnya, grafik naik-turun atau percepatan yang berubah (meski sederhana).
Kesimpulan: Kunci Sukses Memahami Grafik GLBB Dipercepat
Soal grafik GLBB dipercepat merupakan gabungan antara pemahaman konsep fisika dan kemampuan analisis visual. Dengan memahami bentuk grafik, rumus-rumus dasar, dan langkah penyelesaiannya, kamu bisa menjawab soal jenis ini dengan cepat dan akurat.
Ingat bahwa inti dari GLBB dipercepat adalah percepatan konstan yang menyebabkan kecepatan meningkat secara linear terhadap waktu. Grafiknya sederhana, tetapi maknanya dalam.
Semakin sering kamu berlatih menganalisis grafik kecepatan dan posisi, semakin mudah kamu memahami pola pergerakan dan menyelesaikan soal-soal ujian fisika.
Penulis : adilah az-zahra
