Tag: GLBB

  • Praktikum Pembuatan Program Gerak Lurus Berubah Beraturan dalam Bahasa C

    Praktikum Pembuatan Program Gerak Lurus Berubah Beraturan dalam Bahasa C

    Praktikum Pembuatan Program Gerak Lurus Berubah Beraturan digunakan untuk menghitung otomatis terkait jarak tempuh dan kecepatan benda pada saat t. Prakitkum ini disusun dalam bahasa C.

    Praktikum Program GLBB

    A. Tujuan Praktikum

    1. Membuat program menghitung jarak tempuh GLBB pada selang waktu (t) tertentu.
    2. Membuat program menghitung kecepatan sesaat (vt) GLBB pada selang waktu tertentu.

    B. Landasan Teori

    a. Persamaan Kecepatan terhadap Waktu

    Gerak lurus berubah beraturan adalah gerak yang memiliki perubahan kecepatan konstan setiap selang waktu tertentu. Persamaan gerak ini dapat diturunkan dari Hukum Newton II yakni

    a = \frac{1}{m}\Sigma F

    percepatan (a) adalah turunan pertama perubahan kecepatan terhadap waktu sehingga persamaan di atas dapat ditulis ulang dalam bentuk:

    \frac{dv}{dt} = \frac{1}{m}\Sigma F

    persamaan ini kemudian dimanupulasi dengan mengalikan kedua ruas dengan dt sehingga hasilnya

     dv=\frac{F}{m}dt

    Integralkan kedua sisi

     \int_{v_0}^{v_t} dv=\frac{F}{m}\int_{0}^{t}dt

    ganti nilai F/m = a, maka hasilnya adalah

    v_t-v_0=at

    Persamaan ini dapat ditulis membentuk persamaan v terhadap t

    v_t=v_0+at

    b. Persamaan Jarak terhadap waktu

    Misalkan vt) pada persamaan vt=v0+at dirubah menjadi dx/dt.

    \frac{dx}{dt}=v_0+at

    kedua ruas kemudian dikalikan dengan dt, lalu di integralkan

    \int_{s_0}^{s_t} dx=\int_{0}^{t} v_0.dt+\int_{0}^{t}at.dt

    hasilnya adalah

    s_t-s_0=v_0t+\frac{1}{2}at^2

    Persamaan ini kemudian ditulis ulang dalam bentuk

    s_t=s_0+v_0t+\frac{1}{2}at^2

    C. Sampel Code Program

    #include <stdio.h>
    
    int main() {
        float a, v0, t, s; // variabel percepatan, kecepatan awal, waktu, dan jarak
        printf("Masukkan percepatan (m/s^2): ");
        scanf("%f", &a);
        printf("Masukkan kecepatan awal (m/s): ");
        scanf("%f", &v0);
        printf("Masukkan waktu (s): ");
        scanf("%f", &t);
        s = v0 * t + 0.5 * a * t * t;
        printf("Jarak yang ditempuh adalah %.2f meter", s);
        return 0;
    }
  • Turunan Persamaan Newton tentang Gerak

    Turunan Persamaan Newton tentang Gerak

    Materi gerak lurus berubah beraturan dalam tinjauan kinematika, gerak ditinjau tanpa memperhatikan gaya yang membuatnya bergerak, terdapat tiga rumus tentang gerak. Rumus tersebut diturunkan dari persamaan Newton tentang gerak dengan penurunan sebagai berikut:

    v_t=v_o+at
    s_t=v_ot+\frac{1}{2}at^2
    v_t^2=v_0^2+2as

    dimana v0 adalah kecepatan awal, vt adalah kecepatan sesaat pada saat t, t adalah waktu, a percepatan dan s adalah jarak.

    A. Turunan Persamaan Pertama

    Kita mulai dari defenisi dari percepatan konstan yang tidak lain adalah perubahan kecepatan terhadap waktu yang secara matematis dituliskan sebagai berikut:

    a = \frac{dv}{dt}

    karena v adalah fungsi dari waktu maka persamaan ini dapat ditulis ulang sebagai berikut:

    a.dt = dv_{(t)}

    solusi dari persamaan adalah integralkan ke dua sisi

    a \int dt = \int dv_{(t)}

    karena integral ini tanpa batas maka akan menghasilkan nilai constan dengan persamaan seperti berikut :

    at=v_{(t)}+c

    c adalah nilai kontant dengan yang dapat diketahui dengan mengganti nilai t=0, dengan demikian persamaan ditulis

    a_{(0)}=v_{(0)}+ c
    c =-v_{(0)}

    dimana v(0) ini tidak lain adalah kecepatan awal dari gerak. dengan demikian persamaan ini dapat dituliskan

    v_{(t)}=v_{(0)}+at
    

    Secara matematis persamaan ini menujukkan hubungan antara nilai v(t) yang berubah terhadap t. Jika digambarkan dalam bentuk kartesian bentuknya sebagai berikut:

    Grafik Gerak Lurus Berubah Beraturan GLB

    B. Turunan Persamaan Kedua

    Pada persamaan kita ke dua, kita sudah memiliki persamaan pada hukum pertama yakni v(t)=v(0)+at, dimana v(t) sendiri adalah turunan pertama dari perubahan posisi (s) terhadap waktu (t)

    v_{(t)} = \frac{ds_{(t)}}{dt} 

    maka persamaan Pertama dapat ditulis ulang menjadi :

    \frac{ds_{(t)}}{dt}  = v_{(0)}+at

    kalikan ke dua rua dengan dt lalu integralkan, maka hasilnya

    \int ds_{(t)} = v_{(0)}\int dt+a\int t.dt

    solusinya adalah

    s_{(t)}= v_{(0)}t+\frac{1}{2}at^2+c

    ketika t=0 dan s=0, maka akan didapatkan nilai c = 0, dengan demikin persamaan :

    s_{(t)}= v_{(0)}t+\frac{1}{2}at^2

    Hubungan antara s(t) terhadap t dapat ditunjukkan dengan grafik :

    Grafik gerak lurus berubah beraturan dari s

    C. Persamaan Ketiga

    Pada penuruan persamaan ketiga kita dapat membuat sedikit trik matematis yakni dengan asumsi bahwa a adalah turunan pertama dari perubahan kecepatan terhadap waktu:

    a=\frac{dv}{dt}

    ruas kanan dikalikan dengan 1 dari ds/ds

    a=\frac{dv}{ds}\frac{ds}{dt}

    dimana ds/dt tidak lain adalah v, maka persamaan di atas dapat ditulis ulang menjadi

    a=\frac{dv}{ds}v
    a\int ds=\int vdv
    as +c=\frac{1}{2}v^2

    perhatikan nilai konstanta ditempatkan di sisi kiri karena sejatinya nilai v dipengaruhi oleh v bukan sebaliknya. jika nilai s dimasukkan sama 0, maka

    a(0)+c=\frac{1}{2}v_{(0)}^2

    atau

    c=\frac{1}{2}v_{(0)}^2

    dalam kasus ini nilai v bukanlah fungsi dari waktu tapi fungsi dari jarak sehingga persamaan pada hukum ketiga harusnya dituliskan sebgai berikut :

    \frac{1}{2}v_{(s)}^2=\frac{1}{2}v_{(0)}^2+as

    kalikan kedua ruas dengan 2, sehingga persamaannya lebih sederhana menjadi

    v_{(s)}^2=v_{(0)}^2+2as

    Turunan ini tidak sesuai dengan persamaan ketiga yang dituliskan di awal yakni :

    v_t^2=v_0^2+2as

    persamaan vt2=v02+2as memang terlihat lebih rancu dimana ruas kiri dari persamaan menunjukkan v sebagai fungsi dari t, padahal di sisi kanan tidak ada unsur t. Dengan demikian persamaan ini menunjukkan kecepatan gerak benda terhadap posisi yang semakin jauh akan semakin cepat. Hal ini membuat persamaan ini tidak tepat digambarkan dengan grafik v terhadap t. Harusnya digambarkan melalui grafik v terhadap s.

  • Materi Fisika SMA – Rumus Gerak Vertikal Ke Atas

    Materi Fisika SMA – Rumus Gerak Vertikal Ke Atas

    AhmadDahlan.Net – Masih ingatkah kalian dengan materi GLBB atau Gerak Lurus Beraturan? Contoh dari GLBB adalah gerak jatuh bebas dan gerak vertikal ke atas. Kali ini kita akan membahas lebih lanjut mengenai rumus atau persamaan pada gerak vertikal ke atas

    A. Pengertian Gerak Vertikal Ke Atas

    Gerak vertikal ke atas merupakan gerak benda yang dilemparkan secara vertikal ke atas dengan pemberian kecepatan awal. Pada gerak vertikal ke atas, benda mendapatkan pengaruh oleh percepatan gravitasi, namun karena arah pergerakan benda berlawanan arah dengan percepatan gravitasi, benda perlahan – lahan akan dikurangi kecepatannya atau mengalami perlambatan.

    B. Persamaan Gerak Vertikal ke Atas

    1. Kecepatan benda

    Pada GLBB berlaku persamaan :

    υ_t=υ_0+at
    υ_t^2=υ_0^2+2as

    Karena pada gerak vertikal ke atas, diketahui bahwa s = h dan a = -g (gerak benda berlawanan arah dengan percepatan gravitasi) sehingga persamaan diatas menjadi :

    υ_t=υ_0-gt

    atau

    υ_t^2=υ_0^2-2gh
    υ_t=\sqrt{υ_0^2-2gh}

    Keterangan,
    υt : kecepatan benda pada saat t sekon (m/s)
    υ0 : kecepatan awal benda (m/s)
    g : percepatan gravitasi (m/s2)
    t : waktu (s)
    h : ketinggian bola (m)

    2. Ketinggian maksimum benda

    Ketika benda mencapai ketinggian maksimum, maka pada gerak vertikal ke atas υt = 0 m/s, sehingga persamaan waktu maksimum adalah :

    υ_t^2=υ_0^2-2gh_{max}
    0^2=υ_0^2-2gh_{max}
    2gh_{max}=υ_0^2
    h_{max}=\frac{υ_0^2}{2g}

    Keterangan,
    hmax : ketinggian maksimum bola (m)
    υ0 : kecepatan awal benda (m/s)
    g : percepatan gravitasi (m/s2)

    3. Waktu ketika bola mencapai ketinggian maksimum

    Ketika benda mencapai ketinggian maksimum, maka pada gerak vertikal ke atas υt = 0 m/s, sehingga persamaan waktu maksimum adalah :

    υ_t=υ_0-gt
    0=υ_0-gt_{max}
    gt_{max}=υ_0
    t_{max}=\frac{υ_0}{g}

    Keterangan,
    tmax : waktu ketika bola mencapai ketinggian tertinggi (s)
    υ0 : kecepatan awal benda (m/s)
    g : percepatan gravitasi (m/s2)

    3. Contoh Soal

    Sebuah bola dilempar vertikal ke atas dan mencapai titik tertinggi 20 m. Hitunglah kecepatan awal dan waktu benda mencapat titik tertinggi!

    Pembahasan

    Dik :
    h = 20 m

    Dit :
    υ0 = ?
    tmax = ?

    Pembahasan :
    1. Kecepatan awal benda

    h_{max}=\frac{υ_0^2}{2g}
    υ_0^2=h_{max}×2g
    υ_0^2=20\ m×2(10\ m/s^2)
    υ_0^2=400
    υ_0=\sqrt{400}
    υ_0=20\ m/s

    Jadi kecepatan awal bola adalah 20 m/s

    2. Waktu mencapai titik tertinggi

    t_{max}=\frac{υ_0}{g}
    t_{max}=\frac{20\ m/s}{10\ m/s^2}
    t_{max}=2 s

    Jadi, bola mencapai titik tertinggi pada saat waktu 2 detik.

  • Materi Fisika SMA – Rumus Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

    Materi Fisika SMA – Rumus Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

    AhmadDahlan.Net – Sebelumnya kita sudah membahas mengenai gerak jatuh bebas. Gerak jatuh bebas merupakan salah satu contoh dari gerak lurus berubah beraturan (GLBB). Gerak lurus berubah beraturan atau GLBB ialah gerak yang lintasannya merupakan garis lurus dan dengan kecepatan yang berubah beraturan. Berikut penjelasan yang lebih mengenai gerak lurus berubah beraturan.

    A. Pengertian GLBB

    Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) merupakan gerak suatu objek dalam lintasan lurus yang memiliki percepatan tetap. Percepatan merupakan salah satu besaran vektor, hingga percepatan dalam GLBB dapat berarti diperlambat (a negatif) dan dipercepat (a positif).

    Pada gerak lurus berubah beraturan benda mengelami perubahan kecepatan dari waktu ke waktu, perubahan kecepatan ini dapat berarti benda semakin cepat atau semakin lambat. Sehingga, benda dapat mengalami percepatan maupun perlambatan.

    Terdapat beberapa besaran yang terdapat di GLBB, yaitu perpindahan (s), waktu (t), kecepatan (υ), dan percepatan (a). Hubungan antar variabel pada GLBB, dapat dilihat pada grafik berikut :

    B. Rumus GLBB

    Terdapat 3 persamaan umum yang dapat digunakan dalam GLBB, yaitu :

    Persamaan 1

    s=υ_0t+\frac{1}{2}at^2

    Persamaan 2

    υ_t=υ_0+at

    Persamaan 3

    υ_t^2=υ_0^2+2as

    keterangan :
    s : perpindahan benda (m)​
    a : percepatan benda (m/s2)
    t : waktu (s)
    υ0 : kecepatan awal (m/s)
    υt : kecepatan pada t detik (m/s)

    C. Contoh Soal GLBB

    Sebuah mobil berangkat dengan kecepatan 20 km/jam ke kota A. Pada saat perjalanan, mobil tersebut bertambah kecepatan nya menjadi 50 km/jam. Apabila mobil tersebut sampai ke kota A dalam waktu 30 menit, berapakah percepatan yang dialami mobil tersebut?

    Pembahasan

    Dik:
    υ0 = 20 km/jam
    υt = 50 km/jam
    t = 30 menit = 0,5 jam

    Dit :
    a = ?

    Pembahasan :

    υ_t=υ_0+at
    50\ km/jam=20\ km/jam+(a×0,5\ jam)
    50\ km/jam - 20\ km/jam=a×0,5\ jam
    30\ km/jam = a×0,5\ jam
    a=\frac{30\ km/jam}{0,5\ jam}
    a=60\ km/jam^2

    Sehingga, mobil tersebut memiliki percepatan sebesar 60 km/jam2

  • Materi Fisika SMA – Rumus Gerak Jatuh Bebas

    Materi Fisika SMA – Rumus Gerak Jatuh Bebas

    AhmadDahlan.Net – Masih ingatkah kalian dengan materi GLBB atau Gerak Lurus Beraturan? Salah satu contoh dari GLBB adalah gerak jatuh bebas. Kali ini kita akan membahas lebih lanjut mengenai rumus atau persamaan pada gerak jatuh bebas

    A. Pengertian Gerak Jatuh Bebas

    Gerak jatuh bebas merupakan gerak benda yang dijatuhkan dari suatu ketinggian tertentu tanpa adanya kecepatan awal. Gerak jatuh bebas merupakan salah satu contoh dari GLBB yang memiliki lintasan berbentuk vertikal. Gerak jatuh bebas memiliki arah yang searah dengan percepatan gravitasi bumi, sehingga percepatan yang dialami benda yang mengalami gerak jatuh bebas sama dengan percepatan gravitasi bumi.

    B. Persamaan Gerak Jatuh Bebas

    1. Kecepatan pada saat t detik

    Pada GLBB berlaku persamaan :

    υ_t=υ_0+at
    υ_t^2=υ_0^2+2as

    Karena pada gerak jatuh bebas, diketahui bahwa υ0 = 0, a = g dan s = h, sehingga persamaan diatas menjadi :

    υ_t=(0)+gt
    υ_t=gt

    atau

    υ_t^2=(0)^2+2gh
    υ_t^2=2gh
    υ_t=\sqrt{2gh}

    2. Ketinggian benda

    Pada GLBB berlaku persamaan :

    s=υ_0t+\frac{1}{2}at^2

    Karena pada gerak jatuh bebas, diketahui bahwa υ0 = 0, a = g dan s = h, sehingga persamaan diatas menjadi :

    h=(0)t+\frac{1}{2}gt^2
    h=\frac{1}{2}gt^2

    3. Waktu

    Persamaan untuk mengukur ketinggian benda yang mengalami gerak jatuh bebas adalah :

    h=\frac{1}{2}gt^2

    dari persamaan di atas, diperoleh persamaan yang digunakan untuk mengukur waktu benda pada ketinggian (h) tertentu, yaitu :

    t^2=\frac{2h}{g}
    t=\sqrt{\frac{2h}{g}}

    Dari penjelasan di atas, dapat disimpulkan persamaan – persamaan yang digunakan pada gerak jatuh bebas adalah :

    keterangan :
    υt : kecepatan pada t detik (m/s)
    g : percepatan gravitasi (m/s2)
    t : waktu (s)
    h : ketinggian (m)​

    C. Contoh Soal

    Andi menjatuhkan bola kasti dari lantai 2 sekolah. Berapakah ketinggian yang dicapai bola tersebut pada detik ke 2 setelah di jatuhkan? (g = 10 m/s2)

    Pembahasan

    Dik :
    t = 2 s
    g = 10 m/s2

    Dit :
    h = ?

    Pembahasan :

    h=\frac{1}{2}gt^2
    h=\frac{1}{2}(10m/s^2)(2 s)^2
    h=20 m
  • Belajar Matlab – Simulasi Gerak Parabola

    Belajar Matlab – Simulasi Gerak Parabola

    AhmadDahlan.NET – Gerak Parabola adalah gerak yang dihasilkan dari perpaduan gerak lurus beraturan (GLB) di sumbu horisontal dan gerak lurus berubah beraturan (GLBB) di sumbu vertikal. Gerak ini bisa terjadi jika resistansi dari hambatan udara sangat kecil sehingga tidak mengubah lintasan bola, kalaupun ada maka resitansi hanya pada sumbu-sumbu x dan y.

    Contoh gerak ini paling sederhana adalah menendang bola dengan sudut elevasi tertentu.

    Lintasan gerak Parabola pada bola yang ditendang

    A. Analisis Fisis Gerak Parabola

    Gerak parabola terjadi pada sebuah benda yang bergerak dengan vektor kecepatan yang membentuk sudut elevasi θ yang lebih besar dari 0o dan lebih kecil dari 90o.

    Vektro dan Gerak Parabola

    a. Komponen Vektor y

    Pada komponen vektor y kecepatan :

    V0y = V0 cos θ

    t max

    Karena bergerak melawan gravitasi maka benda akan mencapai ketinggian maksimum pada saat Vy = 0

    v_y = v_0 cos \theta - gt

    karena Vy = 0, maka

    v0 cos θ = gt

    dengan demikian

    t = \frac{v_0cos\theta}{g}

    t max

    Lama waktu yang dibutuhkan sampai hmax adalah :

    h_{max}= v_0cos\theta.t-\frac{1}{2}gt^2

    masukkan kepersamaan tmax

    h_{max} = v_0cos\theta.(\frac{v_0cos\theta}{g})-\frac{1}{2}g(\frac{v_0cos\theta}{g})^2

    maka

    h_{max} = \frac{v_0^2cos^2\theta}{2g}

    b. Komponen Vektor x

    Pada komponen x

    vx = v0 sin θ

    maka jangkuan dapat dihitung dengan

    R = v_0sin \theta .\frac{v_0cos\theta}{g}

    karean sin 2θ = 2 sin θ cos θ, maka

    R = \frac{v_0^2 sin2\theta}{2g}

    B. Gerak Parabola dengan Matlab

    Persamaan gerak Parabola dengan Matlab

    v0 = str2double(get(handles.edit1,'String')); 
    theta = str2double(get(handles.edit2,'String'));
    theta = theta/180*pi; 
    g = 9.8;
    tmax = 2*v0*sin(theta)/g; 
    t = 0:0.01:tmax;
    y = v0*sin(theta).*t-0.5*g*(t.^2);
    x = v0*cos(theta).*t;
    axes(handles.axes1)
    plot(x,y,'r')
    grid on
    title('Grafik gerak parabola');
    xlabel('jarak (m)');
    ylabel('ketinggian (m)');
    xmax = ((v0^2)*(sin(2*theta)))/g;
    ymax = ((v0^2)*(sin(theta))^2)/(2*g); 
    set(handles.edit3,'string',strcat(num2str(xmax),' m'));
    set(handles.edit4,'string',strcat(num2str(ymax),' m'));

    Source code gerak Parabola

    function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles)
    v0 = str2double(get(handles.edit1,'String'));
    theta = str2double(get(handles.edit2,'String'));
    theta = theta/180*pi;
    g = 9.8;
    tmax = 2*v0*sin(theta)/g;
    t = 0:0.01:tmax;
    y = v0*sin(theta).*t-0.5*g*(t.^2);
    x = v0*cos(theta).*t;
    axes(handles.axes1)
    plot(x,y,'r')
    grid on
    title('Grafik gerak parabola');
    xlabel('jarak (m)');
    ylabel('ketinggian (m)');
    xmax = ((v0^2)*(sin(2*theta)))/g;
    ymax = ((v0^2)*(sin(theta))^2)/(2*g);
    set(handles.edit3,'string',strcat(num2str(xmax),' m'));
    set(handles.edit4,'string',strcat(num2str(ymax),' m'));
  • Rangkuman Materi Gerak Lurus – Konsep, Rumus dan Persamaan

    Rangkuman Materi Gerak Lurus – Konsep, Rumus dan Persamaan

    AhmadDahlan.NET – Gerak Lurus dalam Fisika di bagi ke dalam dua sub pembahasan yakni bergerak dengan kecepatan konstan (GLB) dan percepatan konstan (GLBB).

    A. Gerak Satu Dimensi

    Gerak didepskrikan dalam perpindahan (x), waktu (s), kecepatan (v) dan Percepatan (a). Kecepatan adalah perubahan posisi atau perpindahan terhadap waktu dan Percepatan adalah laju perubahan kecepatan terhadap satuan waktu.

    Kecepatan rata-rata

    \bar{v}=\frac{\Delta x}{\Delta t}

    Percepatan rata-rata

    \bar{a}=\frac{\Delta v}{\Delta t}

    dimana :

    x dalam m
    t dalam s
    v dalam m/s
    a dalam m/s2

    Gerak didefiniskan melalui hukum-hukum newton tentang gerak, jika penyebab geraknya diabaikan maka pembahasan ini masuk dalam bahasan Kinematika dengan persamaan gerak :

    kecepatan pada saat t

    v_t = v_0 + at

    posisi pada saat t

    s_t=v_ot+\frac{1}{2}at^2

    dua persamaan ini dapat disubtitusikan sehingga bebas dari variable waktu dengan persamaan

    v_{t}^{2} = v_{o}^{2}+2as

    B. Persamaan Diferensial Dari Gerak

    Dalam fungsi matematis, Kecepatan adalah turunan pertama dari jarak terhadap waktu.

    v = \frac{ds}{dt}

    dan

    a = \frac{dv}{dt}=\frac{d^2s}{dt^2}

    misalkan kita tinjau perubahan posisi dari posisi awal, maka :

    s = \int_{0}^{t}vdt

    a. kasus kecepatan konstan maka persamaan ini dapat disederhanan

    s = v\int_{0}^{t}dt

    b. kasus kecepatan tidak konstan (berubah beraturan), maka v diubah ke dalam bentuk :

    s= \int_{0}^{t}(v_0+at)dt

    Persamaan ini juga bis adituliskan dalam bentuk Polinomial :

    Polinomial Posisi

    s_t=s_0+o \frac{t^1}{1}+p \frac{t^2}{2}+q \frac{t^3}{6}+r \frac{t^4}{12}

    dimana o tidak lain adalah v0, sehingga :

    s_t=s_0+v_0 t+p \frac{t^2}{2}+q \frac{t^3}{6}+r \frac{t^4}{12} = s_0+s = \int_{0}^{t}vdt

    Polinomial Kecepatan

    \frac{ds}{dt}=v_t=v_0+bt+c\frac{t^2}{2}+d\frac{t^3}{3} = v_0+\int_{0}^{t}adt

    Polinomila Percepatan

    \frac{d^2x}{dt^2}=a_t=bt^0+ct^1+dt^2