Rumus GLBB dalam Fisika dengan Contoh Soal dan Pembahasan

Blog Ilustrasi Rumus GLBB

Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak suatu benda pada lintasan lurus yang percepatannya konstan. Artinya, kecepatan benda berubah secara beraturan dari waktu ke waktu. Lantas, bagaimana rumus GLBB?

Gerak GLBB dapat diamati dalam kehidupan sehari-hari, misalnya:

  • Mobil yang sedang melaju dengan kecepatan konstan, kemudian direm.
  • Benda yang dilemparkan ke atas.
  • Benda yang jatuh bebas.

Rumus GLBB dapat digunakan untuk menghitung berbagai besaran terkait gerak lurus berubah beraturan, seperti:

  • Jarak yang ditempuh benda
  • Kecepatan benda pada saat tertentu
  • Waktu yang dibutuhkan benda untuk menempuh jarak tertentu
  • Percepatan benda

Pemahaman terhadap rumus GLBB penting untuk:

  • Menganalisis gerak lurus berubah beraturan
  • Menentukan besaran terkait gerak lurus berubah beraturan
  • Menyusun persamaan gerak lurus berubah beraturan

Baca juga: 18 Contoh Teks Eksposisi Singkat beserta Strukturnya

Dasar Teori

rumus glbb: two objects rolling slope 1308 38483
Dua benda yang menggelindingkan lereng (brgfx)

Pengertian Gerak Lurus Beraturan

Gerak lurus beraturan (GLB) adalah gerak suatu benda pada lintasan lurus dengan kecepatan yang konstan. Artinya, kecepatan benda tidak berubah dari waktu ke waktu.

Gerak lurus beraturan dapat digambarkan sebagai berikut:

Pada grafik tersebut, jarak benda terhadap waktu digambarkan sebagai garis lurus. Hal ini menunjukkan bahwa jarak benda bertambah secara linier terhadap waktu.

Konsep Kecepatan Rata-rata dalam GLBB

Kecepatan rata-rata adalah kecepatan rata-rata benda selama selang waktu tertentu. Pada gerak lurus beraturan, kecepatan rata-rata sama dengan kecepatan benda.

Kecepatan rata-rata dapat dirumuskan sebagai berikut:

v_rata-rata = (s_akhir – s_awal) / (t_akhir – t_awal)

Keterangan:

  • v_rata-rata = kecepatan rata-rata
  • s_akhir = jarak akhir
  • s_awal = jarak awal
  • t_akhir = waktu akhir
  • t_awal = waktu awal

Pada gerak lurus beraturan, kecepatan rata-rata dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut:

v_rata-rata = v

Faktor-faktor yang Mempengaruhi GLBB

Ada beberapa faktor yang dapat mempengaruhi gerak lurus berubah beraturan, yaitu:

  • Kecepatan awal

Kecepatan awal adalah kecepatan benda pada saat t = 0. Kecepatan awal dapat mempengaruhi jarak yang ditempuh benda, waktu yang dibutuhkan benda untuk menempuh jarak tertentu, dan percepatan benda.

  • Percepatan

Percepatan adalah perubahan kecepatan benda per satuan waktu. Percepatan dapat mempengaruhi jarak yang ditempuh benda, waktu yang dibutuhkan benda untuk menempuh jarak tertentu, dan kecepatan benda pada saat tertentu.

  • Waktu

Waktu adalah selang waktu yang dibutuhkan benda untuk bergerak. Waktu dapat mempengaruhi jarak yang ditempuh benda, kecepatan benda pada saat tertentu, dan percepatan benda.

  • Gaya

Gaya adalah interaksi antar benda yang dapat menyebabkan perubahan gerak benda. Gaya dapat mempengaruhi percepatan benda.

Baca juga: 1 Liter Berapa KG? Ini Cara Menghitungnya

Rumus Gerak Lurus Beraturan

spring motion science experiments 1308 132002
Eksperimen sains gerak pegas (brgfx)

Berikut adalah beberapa rumus yang dapat digunakan untuk menghitung besaran-besaran terkait gerak lurus berubah beraturan:

Rumus Kecepatan Awal

Kecepatan awal dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut:

v_0 = v – at

Keterangan:

  • v_0 = kecepatan awal
  • v = kecepatan pada saat t
  • a = percepatan
  • t = waktu

Rumus Kecepatan Akhir

Kecepatan akhir dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut:

v = v_0 + at

Rumus Percepatan dalam GLBB

Percepatan dalam gerak lurus berubah beraturan dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut:

a = (v – v_0) / t

Contoh Penerapan Rumus GLBB

Berikut adalah beberapa contoh penerapan rumus GLBB dalam kehidupan sehari-hari:

  • Mobil yang sedang melaju dengan kecepatan konstan, kemudian direm.

Pada kasus ini, kecepatan awal mobil adalah v_0. Ketika direm, mobil akan mengalami percepatan negatif (a < 0). Kecepatan mobil akan semakin berkurang seiring berjalannya waktu, hingga akhirnya mobil berhenti.

  • Benda yang dilemparkan ke atas.

Pada kasus ini, kecepatan awal benda adalah v_0. Setelah dilempar, benda akan mengalami percepatan gravitasi (a = -g). Kecepatan benda akan semakin berkurang seiring berjalannya waktu, hingga akhirnya benda berhenti dan jatuh ke bawah.

  • Benda yang jatuh bebas.

Benda yang jatuh bebas adalah benda yang dilempar ke bawah tanpa kecepatan awal. Pada kasus ini, kecepatan awal benda adalah v_0 = 0. Benda akan mengalami percepatan gravitasi (a = -g). Kecepatan benda akan terus bertambah seiring berjalannya waktu, hingga akhirnya benda mencapai kecepatan terminal.

Baca juga: Pengertian Kewirausahaan Menurut Para Ahli: Manfaat dan Tips

Aplikasi Praktis

frictional force science physics education 1308 60746
Pendidikan fisika sains gaya gesek (brgfx)

Studi Kasus: Analisis Gerak Benda dengan Rumus GLBB

Berikut adalah sebuah studi kasus untuk mengaplikasikan rumus GLBB dalam menganalisis gerak benda:

Sebuah mobil melaju dengan kecepatan 60 km/jam di jalan lurus. Mobil tersebut kemudian direm dengan percepatan konstan sebesar 5 m/s². Berapakah jarak yang ditempuh mobil tersebut sebelum berhenti?

Penyelesaian:

Berdasarkan rumus GLBB, jarak yang ditempuh mobil tersebut dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut:

s = v_0t + at^2 / 2

Keterangan:

  • s = jarak yang ditempuh
  • v_0 = kecepatan awal
  • a = percepatan
  • t = waktu

Pada kasus ini, kecepatan awal mobil adalah 60 km/jam = 16,667 m/s. Percepatan mobil adalah 5 m/s². Waktu yang dibutuhkan mobil untuk berhenti adalah t = (v – v_0) / a = (0 – 16,667) / -5 = 3,333 s.

Dengan demikian, jarak yang ditempuh mobil tersebut adalah s = (16,667)(3,333) + (5)(3,333)^2 / 2 = 66,667 + 55,555 = 122,222 m.

Peran Rumus GLBB dalam Bidang Teknologi dan Industri

Rumus GLBB memiliki peran penting dalam berbagai bidang teknologi dan industri, antara lain:

  • Industri otomotif

Dalam industri otomotif, rumus GLBB digunakan untuk menganalisis gerak kendaraan, seperti mobil, sepeda motor, dan kereta api. Rumus GLBB juga digunakan untuk mendesain sistem pengereman kendaraan, agar kendaraan dapat berhenti dengan aman.

  • Industri kedirgantaraan

Kedirgantaraan menggunakan rumus GLBB untuk menganalisis gerak pesawat terbang, seperti saat lepas landas, mendarat, dan terbang di udara. Rumus GLBB juga digunakan untuk mendesain sistem kontrol pesawat terbang, agar pesawat terbang dapat terbang dengan aman dan stabil.

  • Industri militer

Dalam industri militer, rumus GLBB digunakan untuk menganalisis gerak peluru, roket, dan rudal. Rumus GLBB juga digunakan untuk mendesain sistem senjata, agar senjata dapat digunakan dengan efektif.

  • Industri konstruksi

Dunia konstruksi pun menggunakan rumus GLBB untuk menganalisis gerak benda yang jatuh, seperti saat membongkar bangunan. Rumus GLBB juga digunakan untuk mendesain struktur bangunan, agar bangunan dapat berdiri dengan kokoh.

Manfaat Memahami GLBB dalam Kehidupan Sehari-hari

Memahami GLBB memiliki manfaat bagi kehidupan sehari-hari, antara lain:

  • Membantu kita memahami fenomena alam

Dengan memahami GLBB, kita dapat memahami fenomena alam yang berkaitan dengan gerak benda, seperti gerak benda yang jatuh, gerak benda yang dilempar, dan gerak benda yang bergerak dengan kecepatan konstan.

  • Membantu kita membuat keputusan yang tepat

Memahami GLBB dapat membantu kita membuat keputusan yang tepat dalam kehidupan sehari-hari, seperti saat berkendara, saat bermain olahraga, dan saat melakukan pekerjaan.

  • Meningkatkan keterampilan kita

Memahami GLBB dapat meningkatkan keterampilan kita dalam berbagai bidang, seperti bidang teknik, bidang olahraga, dan bidang sains.

Baca juga: Rumus Lengkap Sudut Istimewa Trigonometri dengan Contoh Soal

Contoh Soal dan Pembahasan

Berikut adalah beberapa contoh soal dan pembahasan tentang gerak lurus berubah beraturan:

Soal 1

Sebuah mobil melaju dengan kecepatan 60 km/jam di jalan lurus. Mobil tersebut kemudian direm dengan percepatan konstan sebesar 5 m/s². Berapakah jarak yang ditempuh mobil tersebut sebelum berhenti?

Penyelesaian

Berdasarkan rumus GLBB, jarak yang ditempuh mobil tersebut dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut:

s = v_0t + at^2 / 2

Keterangan:

  • s = jarak yang ditempuh
  • v_0 = kecepatan awal
  • a = percepatan
  • t = waktu

Pada kasus ini, kecepatan awal mobil adalah 60 km/jam = 16,667 m/s. Percepatan mobil adalah 5 m/s². Waktu yang dibutuhkan mobil untuk berhenti adalah t = (v – v_0) / a = (0 – 16,667) / -5 = 3,333 s.

Dengan demikian, jarak yang ditempuh mobil tersebut adalah s = (16,667)(3,333) + (5)(3,333)^2 / 2 = 66,667 + 55,555 = 122,222 m.

Jawaban:

Jarak yang ditempuh mobil tersebut adalah 122,222 meter.

Soal 2

Benda yang dilempar ke atas dengan kecepatan awal 20 m/s. Berapa ketinggian maksimum yang dicapai benda tersebut?

Penyelesaian

Berdasarkan rumus GLBB, ketinggian maksimum yang dicapai benda dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut:

h_maks = v_0^2 / 2g

Keterangan:

  • h_maks = ketinggian maksimum
  • v_0 = kecepatan awal
  • g = percepatan gravitasi

Pada kasus ini, kecepatan awal benda adalah 20 m/s. Percepatan gravitasi adalah 9,8 m/s².

Dengan demikian, ketinggian maksimum yang dicapai benda tersebut adalah h_maks = (20)^2 / 2(9,8) = 20,41 m.

Jawaban:

Ketinggian maksimum yang dicapai benda tersebut adalah 20,41 meter.

Soal 3

Benda yang jatuh bebas dari ketinggian 100 meter. Berapa waktu yang dibutuhkan benda tersebut untuk mencapai tanah?

Penyelesaian

Berdasarkan rumus GLBB, waktu yang dibutuhkan benda untuk mencapai tanah dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut:

t = sqrt(2h / g)

Keterangan:

  • t = waktu
  • h = ketinggian
  • g = percepatan gravitasi

Pada kasus ini, ketinggian benda adalah 100 meter. Percepatan gravitasi adalah 9,8 m/s².

Dengan demikian, waktu yang dibutuhkan benda tersebut untuk mencapai tanah adalah t = sqrt(2(100) / 9,8) = 4,52 s.

Jawaban:

Waktu yang dibutuhkan benda tersebut untuk mencapai tanah adalah 4,52 detik.

Soal nomor 3 di atas adalah akhir dari artikel pembahasan mengenai rumus GLBB. Sekarang, kamu sudah semakin paham mengenai rumus GLBB dalam Fisika, ‘kan?

Design Banner blog CTA 03
Ajukan EduCourse dengan klik gambar di atas!

Meskipun sudah paham, ini bukan saatnya untuk puas. Pertajam kemampuan kamu melalui kursus tambahan. Di mana pun kursusnya nanti, urusan pembayaran, bisa kamu ajukan melalui EduCourse. Bingung caranya pengajuannya seperti apa? Klik gambar di atas!

Artikel Terkait

Rumus Percepatan dalam Fisika, Pengertian, dan Contoh Soal

Rumus Percepatan dalam Fisika, Pengertian, dan Contoh Soal

Dalam fisika, percepatan didefinisikan sebagai perubahan kecepatan dalam satuan waktu tertentu. Percepatan merupakan besaran vektor, sehingga memiliki besar dan arah. Sebelum kita bahas rumus percepatan, ketahui terlebih dahulu lebih detil

18 Contoh Teks Eksposisi Singkat beserta Strukturnya

18 Contoh Teks Eksposisi Singkat beserta Strukturnya

Teks eksposisi adalah salah satu jenis teks yang bertujuan untuk menjelaskan atau memaparkan suatu topik tertentu secara objektif. Teks ini biasanya digunakan dalam berbagai bidang, seperti pendidikan, jurnalistik, dan sains.

1 Liter Berapa KG? Ini Cara Menghitungnya

1 Liter Berapa KG? Ini Cara Menghitungnya

Kali ini kita akan membahas tentang satuan liter dan kilogram. Dua satuan ini sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari, misalnya untuk mengukur volume dan berat suatu benda. Jadi, pertanyaan besar utamanya

Pengertian Kewirausahaan Menurut Para Ahli: Manfaat dan Tips

Pengertian Kewirausahaan Menurut Para Ahli: Manfaat dan Tips

Kewirausahaan merupakan salah satu istilah yang sering kita dengar, terutama dalam dunia bisnis. Namun, apa sebenarnya pengertian kewirausahaan menurut para ahli? Pengertian kewirausahaan menurut para ahli Berikut menurut para ahli: