Konsep Gerak Relatif Pada Glb Dan Glbb Beserta Pola Soal Dan Pembahasannya
Dalam artikel wacana pengertian, macam-macam dan contoh gerak dalam fisika telah dijelaskan bahwa suatu benda dikatakan bergerak apabila terjadi perubahan posisi terhadap titik acuan. Makara gerak benda sangat berkaitan dengan titik acuan. Karena ada acuannya inilah gerak suatu benda sanggup disebut gerak relatif.
1. Konsep Gerak Relatif Pada Gerak Lurus Beraturan
Pada gerak lurus beraturan (GLB), gerak relatif benda sanggup mempunyai contoh berupa benda yang bergerak. Contohnya yaitu gerak sepeda motor itu relatif lebih cepat dibandingkan dengan gerak sepeda ontel. Konsep gerak relatif ini sanggup dipakai untuk mempermudah penyelesaian soal wacana gerak suatu benda.
Dalam gerak lurus beraturan (GLB) selalu berkaitan dengan perpindahan dan juga kecepatan. Kedua besaran fisika ini merupakan besaran vektor. Secara vektor kedua besaran ini akan memenuhi nilai relatif dengan perumusan sebagai berikut:
∆v | = v2 – v1 |
∆s | = s2 – s1 |
Dalam hal ini ∆v = kecepatan relatif dan ∆s = perpindahan relatif. Untuk lebih memahami wacana konsep gerak relatif dalam menuntaskan soal wacana gerak lurus beraturan (GLB) perhatikan contoh soal dan pembahasan berikut.
Mobil A bergerak dengan kecepatan tetap 72 km/jam di depan kendaraan beroda empat B sejauh 1,5 km. Mobil B sedang mengejar kendaraan beroda empat A tersebut dengan kecepatan tetap 75 km/jam.
a. Berapakah waktu yang dibutuhkan kendaraan beroda empat B untuk mengejar kendaraan beroda empat A?
b. Berapa jarak yang ditempuh kendaraan beroda empat B sesaat sesudah berhasil mengejar kendaraan beroda empat A?
Penyelesaian
Gerak kendaraan beroda empat A dan B merupakan gerak lurus beraturan (GLB) dan sanggup digambarkan menyerupai gambar berikut ini.
vA = 72 km/jam
vB = 75 km/jam
sAB = 1,5 km
Dari gambar di atas sanggup diperoleh relasi sA dan sB adalah sebagai berikut:
sB = sA +1,5
vBt = vAt + 1,5
75t =72t + 1,5
3t = 1,5
t = 0,5 jam
Jadi kendaraan beroda empat B menyusul kendaraan beroda empat A sesudah t = 0,5 jam, sehingga jarak tempuh kendaraan beroda empat B adalah
sB = vBt
sB = 75 × 0,5
sB = 3,75 km
Konsep Gerak Relatif
Gerak kendaraan beroda empat A dan B sanggup dipakai konsep relatif. Mobil B bergerak relatif menuju kendaraan beroda empat A dengan:
Jarak relatif → ∆s = sB – sA = 1,5 km
Kecepatan relatif → ∆v = vB – vA = 75 – 72 = 3 km/jam
Jadi waktu yang dibutuhkan kendaraan beroda empat B untuk menyusul kendaraan beroda empat A yaitu sebagai berikut:
∆s = ∆v.t
1,5 = 3t
t = 0,5 jam
Jadi intinya penyelesaian soal wacana GLB lebih gampang dengan konsep gerak relatif, akan tetapi untuk memakai konsep ini membutuhkan nalar atau daypikir yang lebih ekstra.
Info Penting! |
Cara memilih kecepatan relatif dan perpindahan relatif sanggup memakai hukum yang berlawanan dengan cara memilih resultan 2 vektor yang sejajar. Cara tersebut yakni:
|
2. Konsep Gerak Relatif Pada Gerak Lurus Berubah Beraturan
Setiap gerak benda sanggup dianggap sebagai gerak relatif. Tidak hanya pada gerak lurus beraturan (GLB) di atas, pada gerak lurus berubah beraturan (GLBB) juga berlaku konsep gerak relatif. Pada GLBB ini akan dikenal yang namanya jarak relatif, kecepatan relatif dan percepatan relatif. Sesuai dengan gerak relatif pada GLB maka pada GLBB, konsep gerak relatifnya berlaku relasi sebagai berikut:
∆v | = v2 – v1 |
∆s | = s2 – s1 |
∆a | = a2 – a1 |
Dari rumus tersebut, terlihat adanya komplemen percepatan relatif. Makara dalam fisika terdapat tiga jenis percepatan, yaitu percepatan rata-rata, percepatan sesaat dan percepatan relatif. Untuk lebih memahami konsep gerak relatif pada gerak lurus berubah beraturan (GLBB), perhatikan contoh soal berikut ini
Pesawat A dari kecepatan 160 m/s dipercepat 6 m/s2 untuk mengejar pesawat B yang berada di depannya. Melalui alat pendeteksi radar, pesawat B diketahui pada dikala itu sedang bergerak dengan kecepatan 120 m/s dan percepatan 8 m/s2. Jika pada dikala terdeteksi radar, pesawat B berada 400 m dari pesawat A, tentukan waktu yang dibutuhkan pesawat A untuk sanggup mengejar pesawat B?
Penyelesaian
Pesawat A sanggup bertemu dengan pesawat B dikala di titik C diperlihatkan dalam gambar ilustrasi berikut ini.
Dari gambar di atas, maka berlaku persamaan sebagai berikut:
400 + sB = sA
400 + vBt + ½ aBt2 = vAt + ½ aAt2
400 + 120t + ½(8t2) = 160t + ½(6t2)
400 + (120 − 160)t + (4 − 3)t2 = 0
t2 – 40t + 400 = 0
(t – 20)(t – 20) = 0
t = 20 s
Konsep Gerak Relatif
Pesawat A mengejar pesawat B berarti sanggup dipakai konsep gerak relatif A terhadap B (titik contoh di B).
Jarak relatif → ∆s = sA – sB = 400 m
Kecepatan relatif → ∆v = vA – vB = 160 – 120 = 40 m/s
Percepatan relatif → ∆a = aA – aB = 6 – 8 = –2 m/s2
dari ketiga nilai besaran relatif tersebut, berlaku:
∆s = ∆v.t + ½ ∆a.t2
400 = 40t + ½(–2)t2
t2 – 40t + 400 = 0
(t – 20)(t – 20) = 0
t = 20 s.
jadi waktu yang dibutuhkan pesawat A untuk sanggup mengejar pesawat B yaitu 20 detik.
Demikianlah artikel wacana konsep gerak relatif pada gerak lurus beraturan (GLB) dan gerak lurus berubah beraturan (GLBB). Semoga sanggup bermanfaat untuk Anda. Terimakasih atas kunjungannya dan hingga jumpa di artikel berikutnya.