Gerak linier, juga disebut gerak bujursangkar, adalah gerak satu dimensi sepanjang garis lurus, dan karena itu dapat digambarkan secara matematis hanya dengan menggunakan satu dimensi spasial. Gerak linier dapat terdiri dari dua jenis: dan gerak linier tidak beraturan ketika suatu benda bergerak dalam lintasan lurus. Gerak partikel (objek seperti titik) sepanjang garis dapat dijelaskan dengan posisinya {\displaystyle x}x, yang bervariasi dengan {\displaystyle t}t (waktu). Contoh gerak linier adalah seorang atlet lari 100m sepanjang lintasan lurus.
Linear = memiliki graf yang berupa garis dan terutama garis lurus
Gerak linier ada 2 macam 1) Gerak lurus 2) Gerak lengkung. Gerak linier adalah yang paling dasar dari semua gerak. Menurut hukum gerak pertama Newton, benda yang tidak mengalami gaya total akan terus bergerak dalam garis lurus dengan kecepatan konstan sampai mereka dikenai gaya total. Dalam keadaan sehari-hari, gaya luar seperti gravitasi dan gesekan dapat menyebabkan suatu benda mengubah arah geraknya, sehingga geraknya tidak dapat dikatakan linier.
Seseorang dapat membandingkan gerak linier dengan gerak umum. Dalam gerak umum, posisi dan kecepatan partikel digambarkan oleh vektor, yang memiliki besar dan arah. Dalam gerak linier, arah semua vektor yang menggambarkan sistem adalah sama dan konstan yang berarti benda-benda bergerak sepanjang sumbu yang sama dan tidak berubah arah. Oleh karena itu, analisis sistem tersebut dapat disederhanakan dengan mengabaikan komponen arah dari vektor yang terlibat dan hanya berurusan dengan besarnya.
Apa itu Gerak Lurus?
Jika suatu benda berubah posisinya terhadap lingkungannya terhadap waktu, maka itu disebut bergerak. Adalah perubahan posisi suatu benda terhadap waktu. Gerak dalam garis lurus tidak lain adalah gerak linier. Sesuai dengan namanya, ia berada di garis lurus tertentu, sehingga bisa dikatakan hanya menggunakan satu dimensi.
Jenis-Jenis Gerak Linier
Gerak linier, juga disebut Gerak Bujursangkar dapat terdiri dari dua jenis:
Gerak lurus beraturan dengan kecepatan konstan atau percepatan nol
Gerakan lurus berubah beraturan dengan Percepatan konstan atau akselerasi tidak nol
Gerak linier adalah jenis gerak satu dimensi yang paling sederhana. Seperti yang ditunjukkan oleh hukum pertama Newton tentang gerak, sebuah benda akan diam atau terus bergerak dalam garis lurus dengan kecepatan yang beraturan kecuali dan sampai ada gaya eksternal yang diterapkan padanya.
Gerak Lurus Beraturan
Jika sebuah benda bergerak dalam garis lurus dan menempuh jarak yang sama dalam selang waktu yang sama, dikatakan memiliki gerakan beraturan. Dengan kata sederhana, sebuah benda dikatakan memiliki percepatan beraturan jika laju perubahan kecepatannya tetap konstan.
gerak linier, juga disebut gerak beraturab atau gerak lurus, gerak dalam satu dimensi spasial.
Menurut hukum pertama Newton (juga dikenal sebagai prinsip inersia), sebuah benda tanpa gaya total yang bekerja padanya akan tetap diam atau terus bergerak dengan kecepatan beraturan dalam garis lurus, sesuai dengan kondisi awal geraknya. Faktanya, dalam mekanika Newton klasik, tidak ada perbedaan penting antara gerak diam dan gerak lurus beraturan; mereka dapat dianggap sebagai keadaan gerak yang sama yang dilihat oleh pengamat yang berbeda, yang satu bergerak dengan kecepatan yang sama dengan partikel, yang lain bergerak dengan kecepatan konstan terhadap partikel.
Gerak proyektil adalah gerak suatu benda yang dilempar, atau diproyeksikan, ke udara, hanya tunduk pada gaya gravitasi. Objek itu disebut proyektil, dan lintasannya disebut lintasannya. Gerak benda jatuh adalah jenis gerak proyektil satu dimensi sederhana yang tidak ada gerak mendatar. Dalam gerak proyektil dua dimensi, seperti bola atau benda lain yang dilempar, terdapat komponen vertikal dan horizontal pada gerakan tersebut.
Fakta yang paling penting untuk diingat adalah bahwa gerakan sepanjang sumbu tegak lurus adalah independen dan dengan demikian dapat dianalisis secara terpisah. Kunci untuk menganalisis gerakan proyektil dua dimensi adalah dengan memecahnya menjadi dua gerakan, satu di sepanjang sumbu horizontal dan yang lainnya di sepanjang vertikal. Untuk menggambarkan gerak kita harus berurusan dengan kecepatan dan percepatan, serta dengan perpindahan.
Gerak adalah salah satu topik penting dalam fisika. Segala sesuatu di alam semesta bergerak. Mungkin hanya sedikit gerakan dan sangat-sangat lambat, tetapi gerakan memang terjadi. Bahkan jika Anda tampak berdiri diam, Bumi bergerak mengelilingi matahari, dan matahari bergerak mengelilingi galaksi kita.
“Suatu benda dikatakan bergerak jika posisinya berubah terhadap waktu”.
Konsep gerak adalah sesuatu yang hidup dan benda yang mungkin bergerak relatif terhadap satu sistem referensi, mungkin diam relatif terhadap yang lain.
Ada dua cabang dalam fisika yang mengkaji gerak suatu benda.
(i) Kinematika: Ini menggambarkan gerak benda, tanpa melihat penyebab gerak.
(ii) Dinamika: Menghubungkan gerak benda dengan gaya yang menyebabkannya.
• Objek Titik
Jika panjang yang dicakup oleh benda sangat besar dibandingkan dengan ukuran benda, benda tersebut dianggap sebagai benda titik
.
• Sistem Referensi
Gerak suatu partikel selalu digambarkan sehubungan dengan sistem referensi. Sistem referensi dibuat dengan mengambil titik arbitrer sebagai asal dan membayangkan sistem koordinat yang akan dilampirkan padanya. Sistem koordinat yang dipilih untuk masalah yang diberikan ini merupakan sistem referensi untuk itu. Kami biasanya memilih sistem koordinat yang melekat pada bumi sebagai sistem referensi untuk sebagian besar masalah.
• Total Panjang Jalur (Jarak)
Untuk partikel yang bergerak, panjang total lintasan aktual yang dilalui antara posisi awal dan akhir partikel dikenal sebagai 'panjang lintasan total' atau jarak yang ditempuhnya.
• Jenis Gerakan
Untuk menggambarkan gerak suatu benda secara lengkap, kita perlu menentukan posisinya. Untuk ini, kita perlu mengetahui koordinat posisi. Dalam beberapa kasus, diperlukan tiga koordinat posisi, sedangkan dalam beberapa kasus diperlukan dua atau satu koordinat posisi.
Berdasarkan hal tersebut, gerak dapat diklasifikasikan menjadi:
(i) Gerak satu dimensi. Sebuah partikel yang bergerak sepanjang garis lurus atau lintasan dikatakan mengalami gerak satu dimensi. Misalnya, gerak kereta api sepanjang garis lurus, benda jatuh bebas di bawah gravitasi, dll.
(ii) Gerak dua dimensi. Sebuah partikel yang bergerak pada suatu bidang dikatakan mengalami gerak dua dimensi. Misalnya, gerakan peluru yang ditembakkan oleh pistol, koin papan karambol, dll.
(iii) Gerak tiga dimensi. Sebuah partikel yang bergerak di ruang angkasa dikatakan mengalami gerak tiga dimensi. Misalnya, gerak layang-layang di langit, gerak pesawat terbang, dll.
• Perpindahan
Perpindahan partikel dalam waktu tertentu didefinisikan sebagai perubahan posisi partikel dalam arah tertentu selama waktu itu. Ini diberikan oleh vektor yang ditarik dari posisi awal ke posisi akhir.
• Faktor Pembeda Perpindahan dari Jarak
-> Perpindahan memiliki arah. Jarak tidak memiliki arah.
—> Besarnya perpindahan bisa positif dan negatif.
—> Jarak selalu positif. Tidak pernah berkurang seiring waktu.
—> Jarak | Perpindahan |
• Kecepatan Beraturan dan Percepatan Beraturan
Kecepatan Beraturan. Suatu benda dikatakan bergerak dengan kelajuan beraturan jika menempuh jarak yang sama dalam selang waktu yang sama, betapapun kecil selang waktu tersebut.
Percepatan Beraturan. Suatu benda dikatakan bergerak dengan kecepatan beraturan jika menempuh perpindahan yang sama dalam selang waktu yang sama, betapapun kecilnya selang waktu tersebut.
• Kecepatan Variabel dan Percepatan Variabel
Kecepatan Variabel. Suatu benda dikatakan bergerak dengan kecepatan berubah-ubah jika menempuh jarak yang tidak sama dalam selang waktu yang sama, betapapun kecilnya selang waktu tersebut.
Percepatan Variabel. Suatu benda dikatakan bergerak dengan kecepatan berubah-ubah jika menempuh perpindahan yang tidak sama dalam selang waktu yang sama, betapapun kecil selang waktu tersebut.
• Kecepatan Rata-rata dan Percepatan Rata-rata
Kecepatan rata-rata
Kecepatan rata-rata didefinisikan sebagai perpindahan per selang waktu yang ditempuh. Secara matematis ditulis seperti di bawah ini:
Percepatan rata-rata
Percepatan rata-rata merupakan hubungan antara perubahan kecepatan per selang waktu yang digunakan selama perubahan kecepatan tersebut.
DEFINISI DASAR
Mekanika : Cabang ilmu fisika yang mempelajari tentang benda yang diam dan bergerak.
Statika : Mempelajari benda-benda yang diam atau dalam keadaan setimbang.
Kinematika : Ilmu yang mempelajari gerak benda tanpa mempertimbangkan penyebab gerak.
Dinamika : Ilmu yang mempelajari tentang gerak suatu benda dengan memperhatikan penyebab terjadinya gerak.
Keadaan Diam : Suatu benda dikatakan diam jika tidak berubah posisinya terhadap waktu, terhadap sekelilingnya (suatu titik acuan yang umumnya dianggap sebagai asal dalam masalah numerik)
Gerak : Suatu benda dikatakan bergerak jika kedudukannya berubah terhadap waktu terhadap lingkungannya.
Massa titik/Benda titik : Suatu benda dikatakan massa titik jika selama geraknya menempuh jarak yang jauh lebih besar dari ukurannya sendiri.
Gerak satu dimensi : Sebuah benda bergerak lurus. Ini juga disebut gerak lurus atau linier. Perubahan posisi benda terhadap waktu dalam satu dimensi hanya dapat digambarkan dengan satu koordinat.
Mantan. Sebuah batu jatuh bebas di bawah gravitasi.
Gerak dua dimensi atau gerak pada bidang : Untuk sebuah benda yang bergerak pada bidang datar, dua koordinat katakanlah X dan Y diperlukan untuk menggambarkan geraknya.
Mantan. Seekor serangga merangkak di atas lantai.
Gerak tiga dimensi : Sebuah benda bergerak di ruang angkasa. Untuk menggambarkan gerak benda tiga dimensi membutuhkan ketiga koordinat x, y dan z.
Mantan. Sebuah layang-layang terbang di langit.
Jarak
Panjang lintasan sebenarnya yang dilalui oleh suatu benda disebut jarak. Yaitu besaran skalar dan tidak pernah bisa menjadi nol atau negatif selama gerakan suatu benda. Satuannya adalah meter.
Pemindahan
Jarak terpendek antara posisi awal dan akhir suatu benda selama gerak disebut perpindahan. Perpindahan suatu benda dalam waktu tertentu dapat bernilai positif, nol, atau negatif.Yaitu besaran vektor. Satuannya adalah meter.
Kecepatan
Laju perubahan perpindahan suatu benda ke arah tertentu disebut kecepatannya.
Kecepatan = Perpindahan / Waktu yang dibutuhkan
Laju waktu perubahan posisi benda ke segala arah disebut kecepatan benda. Kecepatan (v) = Jarak yang ditempuh (s) / Waktu yang dibutuhkan (t) Satuannya adalah m/s.Dengan kata lain besaran skalar. Satuannya adalah m/s. Rumus dimensinya adalah [MoT-1]. dengan kata lain besaran vektor, karena memiliki besar dan arah, Kecepatan suatu benda bisa positif, nol dan negatif.
Kecepatan Beraturan
Jika suatu benda menempuh jarak yang sama dalam selang waktu yang sama, maka kelajuannya disebut kelajuan Beraturan.
Kecepatan Tidak Beraturan atau Variabel
Jika suatu benda menempuh jarak yang tidak sama dalam interval waktu yang sama, maka kecepatannya disebut kecepatan tidak beraturan atau variabel.
Kecepatan rata-rata
Perbandingan jarak total yang ditempuh benda dengan total waktu yang ditempuh disebut kecepatan rata-rata benda.
Kecepatan rata-rata = Total jarak tempuh / Total waktu yang dibutuhkan
Jika sebuah partikel menempuh jarak s1, s2, s3 , … dengan kecepatan v1, v2, v3, …, maka
Kecepatan rata-rata = s1 + s2 + s3 + ….. / (s1 / v1 + s2 / v2 + s3 / v3 + …..)
Jika partikel menempuh jarak yang sama (s1 = s2 = s) dengan kecepatan v1 dan v2, maka
Kecepatan rata-rata = 2 v1 v2 / (v1 + v2)
Jika sebuah partikel bergerak dengan kecepatan v1, v2, v3, …, selama selang waktu t1, t2, t3,…, maka
Kecepatan rata-rata = v1t1 + v2t2 + v3t3 +… / t1 + t2 + t3 +….
Jika partikel bergerak dengan kecepatan v1, dan v2 untuk selang waktu yang sama, yaitu, t1 = t2 = t3, maka
Kecepatan rata-rata = v1 + v2 / 2
Ketika sebuah benda menempuh jarak yang sama dengan kecepatan V1 dan V2, kecepatan rata-rata (v) adalah rata-rata harmonik dari dua kecepatan.
2 / v = 1 / v1 + 1 / v2
Kecepatan Sesaat
Ketika sebuah benda bergerak dengan kecepatan variabel, maka kecepatannya pada waktu tertentu disebut kecepatan sesaat.
Kecepatan Relatif
Kecepatan relatif suatu benda terhadap benda lain adalah laju perubahan posisi relatif suatu benda terhadap benda lain terhadap waktu.
Kecepatan relatif benda A terhadap benda B
VAB = VA – VB
Kecepatan rata-rata
Rasio perpindahan total dengan total waktu yang dibutuhkan disebut kecepatan rata-rata, Kecepatan rata-rata = Perpindahan total / Total waktu yang dibutuhkan
Percepatan
Laju perubahan kecepatan terhadap waktu disebut percepatan.Percepatan (a) = Perubahan kecepatan (Δv) / Selang waktu (Δt). Satuannya adalah m/s2, Rumus dimensinya adalah [MoLT-2]. dengan kata lain besaran vektor.
Percepatan bisa positif, nol atau negatif. Percepatan positif berarti kecepatan bertambah dengan waktu, percepatan nol berarti kecepatan beraturan sedangkan percepatan negatif (perlambatan) berarti kecepatan berkurang dengan waktu.
Jika sebuah partikel dipercepat untuk waktu t1 dengan percepatan a1 dan untuk waktu t2 dengan percepatan a2, maka percepatan rata-rata, aav = a1t1 + a2t2 / t1 + t2
