CARA MENENTUKAN PERCEPATAN PADA GERAK LURUS BERUBAH BERATURAN GLBB

Posted on

Percepatan adalah besaran yang menyatakan laju perubahan kecepatan suatu benda saat bergerak. Menentukan percepatan benda merupakan salah satu model soal yang umum keluar dalam pembahasan gerak lurus berubah beraturan (GLBB). Besar percepatan yang dialami oleh benda sebanding dengan besar perubahan kecepatannya.
Jika benda tidak mengalami percepatan, maka kecepatan benda akan tetap. Pada gerak lurus berubah beraturan, kecepatan benda berubah secara teratur karena benda mengalami percepatan konstan. Pada kesempatan ini, Bahan belajar sekolah akan membahas bagaimana cara menentukan percepatan benda berdasarkan besaran-besaran yang diketahui dalam soal. Tapi sebelum itu, ada baiknya jika kita melihat rumus dasar percepatan pada GLBB.

Konsep Dasar Percepatan

Percepatan suatu benda menyatakan laju perubahan kecepatan benda dalam satuan waktu tertentu. Perubahan kecepatan meliputi dua hal yang paling umum, yaitu peningkatan atau penurunan kecepatan. Ketika kecepatan benda meningkat, maka benda dikatakan mengalami percepatan. Sebaliknya, saat kecepatan menurun, berarti
benda mengalami perlambatan.

Berdasarkan nilai atau cara kerjanya, percepatan dibedakan menjadi dua macam, yaitu :
1). Percepatan positif (+a) : mempercepat gerak benda
2). Percepatan negatif (-a) : memperlambat gerak benda.

Rumus Percepatan:

a = ΔV  = Vt – Vo
Δt t

Keterangan :
a = percepatan benda (m/s2)
ΔV = perubahan kecepatan (m/s)
Δt = perubahan waktu (s)
Vt = kecepatan benda pada titik tertentu (m/s)
Vo = kecepatan awal benda (m/s).

Percepatan yang bernilai positif umumnya dikenal sebagai percepatan. Percepatan positif timbul akibat gaya tertentu yang bekerja searah dengan arah gerak sehingga kecepatan benda semakin bertambah. Akibat percepatan, kecepatan benda pada titik tertentu akan lebih besar dari kecepatan awalnya (Vt > Vo).

Menentukan besar percepatan pada GLBB

Sebaliknya, percepatan yang bernilai negatif dikenal sebagai perlambatan. Perlambatan timbul karena adanya gaya tertentu yang bekerja berlawanan arah dengan arah gerak sehingga gaya tersebut menghambat gerak benda. Akibatnya, kecepatan benda menurun. Dalam hal ini, kecepatan benda pada titik tertentu akan lebih kecil dari kecepatan awalnya (Vt

Tanda positif dan negatif pada percepatan ini sangat penting untuk dipahami karena jika salah menggunakan tanda dalam rumus maka perhitungan akan salah. Salah satu cara untuk memeriksanya adalah dengan melihat besar kecepatan awal dan besar kecepatan benda setelah t detik.

Jika benda mengalami percepatan positif, berarti benda dipercepat. Itu artinya kecepatannya bertambah. Dengan
demikian, dalam perhitungan besar kecepatan benda setelah t detik harus lebih besar dari kecepatan awalnya. Jika pada perhitungan nilai Vt lebih kecil dari Vo padahal benda mengalami percepatan, maka tanda dalam rumus atau perhitungan kita masih salah.

Begitupula jika benda mengalami percepatan negatif. Jika benda diperlambat, kecepatan setelah t detik menjadi lebih kecil dari kecepatan awalnya. Jadi, jika pada perhitungan kita peroleh nilai Vt lebih besar dari Vo padahal benda mengalami perlambatan, berarti ada yang salah dalam rumus atau perhitungan kita.

Rumus Menentukan Percepatan Benda pada GLBB

Percepatan yang dialami oleh suatu benda pada gerak lurus berubah beraturan, dapat ditentukan dengan menggunakan rumus-rumus dasar GLBB sesuai dengan besaran-besaran apa saja yang diketahui. Untuk mengingat kembali, berikut tiga rumus dasar GLBB:
1). Vt = Vo ± at
2). Vt2 = Vo2 ± 2as
3). s = Vo.t ± ½at2

Keterangan:
Vt = kecepatan setelah t detik (m/s)
Vo = kecepatan awal benda (m/s)
a = percepatan benda (m/s2)
s = perpindahan benda (m)
t = lama benda bergerak (s).

Penggunaan tanda tambah dan tanda kurang (±) bergantung pada nilai percepatannya. Jika benda dipercepat, gunakan tanda tambah. Jika benda diperlambat, gunakan tanda kurang.

#1 Perubahan Kecepatan dan Waktu Diketahui
Jika besar kecepatan benda setelah t detik, kecepatan awal benda, dan lama benda bergerak diketahui dalam soal, maka percepatan benda dapat ditentukan dengan rumus pertama GLBB atau dengan rumus percepatan yang dibahas di atas.

Contoh 1 :
Sebuah benda mula-mula bergerak dengan kecepatan 20 m/s. Pada detik ke-4, kecepatan benda berubah menjadi 36 m/s. Tentukanlah percepatan yang dialami oleh benda tersebut.

Pembahasan :
Dik : Vt = 36 m/s, Vo = 20 m/s, t = 4 s
Dit : a = …. ?

Pada soal diketahui bahwa besar kecepatan setelah t detik lebih besar dari kecepatan awalnya. Itu artinya, benda mengalami percepatan (+a). Jadi rumusnya menggunakan tanda tambah sebagai berikut.

Percepatan benda:
⇒ Vt = Vo + at
⇒ 36 = 20 + a(4)
⇒ 36 – 20 = 4a
⇒ 16 = 4a
⇒ a = 4 m/s2.

Jadi, percepatan benda tersebut adalah 4 m/s2.

Contoh 2 :
Sebuah benda bergerak lurus berubah beraturan dengan kecepatan mula-mula 16 m/s. Jika pada detik ke-8 kecepatan benda sama dengan 4 kali kecepatan awalnya, maka tentukanlah percepatan benda tersebut.

Pembahasan :
Dik : t = 8 s, Vo = 16 m/s, Vt = 4Vo
Dit : a = … ?

Percepatan benda:
⇒ a = ΔV/Δt
⇒ a = (Vt – Vo)/(8 – 0)
⇒ a = (4Vo – Vo)/8
⇒ a = 3Vo/8
⇒ a = 3(16)/8
⇒ a = 48/8
⇒ a = 6 m/s2.

Jadi, percepatan benda tersebut adalah 6 m/s2.

#2 Kecepatan Awal, Perpindahan, dan Waktu Diketahui
Jika kecepatan awal, perpindahan benda, dan lama benda bergerak diketahui, maka percepatan benda dapat dihitung menggunakan rumus ketiga GLBB.

Contoh soal:
Sebuah mobil bergerak lurus berubah beraturan dengan kecepatan awal 40 m/s. Jika dalam waktu 4 detik mobil dapat menempuh jarak sejauh 60 meter, maka tentukanlah percepatan mobil.

Pembahasan :
Dik : Vo = 40 m/s, s = 60 m, t = 4 s
Dit : a = … ?

Percepatan mobil:
⇒ s = Vo.t + ½at2
⇒ 60 = 40(4) + ½a (4)2
⇒ 60 = 160 + 8a
⇒ 60 – 160 = 8a
⇒ -100 = 8a
⇒ a = -12,5 m/s2.

Karena nilai percepatannya negatif, berarti mobil diperlambat dengan perlambatan sebesar 12,5 m/s2.

#3 Kecepatan Awal, Kecepatan Setelah t detik, dan Perpindahan Diketahui
Jika kecepatan awal, kecepatan setelah t detik, dan besar perpindahan benda diketahui dalam soal, maka besar percepatan benda dapat dihitung dengan rumus kedua GLBB.

Contoh soal:
Sebuah benda dipercepat sehingga kecepatannya berubah dari 20 m/s menjadi 40 m/s. Jika dalam kurun waktu tersebut benda berpindah sejauh 60 meter, maka tentukan percepatan benda.

Pembahasan :
Dik : Vt = 40 m/s, Vo = 20 m/s, s = 60 m
Dit : a = … ?

Perhatikan bahwa Vt > Vo maka benda mengalami percepatan positif (+a). Jadi, pada rumus gunakan tanda tambah sebagai berikut.

Percepatan benda:
⇒ Vt2 = Vo2 + 2as
⇒ 402 = 202 + 2a (60)
⇒ 1600 = 400 + 120a
⇒ 1600 – 400 = 120a
⇒ 1200 = 120a
⇒ a = 10 m/s2.

Jadi, percepatan benda tersebut adalah 10 m/s2.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *