Kinematika Gerak Lurus

Kinematika adalah cabang dari mekanika, yaitu ilmu yang mempelajari tentang gerak tanpa mempelajari atau memperhatikan penyebab dari gerak itu sendiri.
Gerak adalah perubahan posisi suatu benda terhadap suatu titik acuan yang ditentukan.
Gerak berdasarkan lintasan dibedakan menjadi dua macam, yaitu gerak lurus dan gerak melingkar.
Gerak lurus adalah gerak suatu benda pada lintasan yang lurus, sedangkan gerak melingkar adalah gerak suatu benda pada lintasan yang melengkung/melingkar.
A. Jarak dan Perpindahan
Jarak (s) adalah panjang lintasan yang dilalui benda selama bergerak. Jarak merupakan besaran skalar.
Perpindahan ($\Delta s$) adalah besar perubahan posisi dari posisi awal ke posisi akhir setelah benda bergerak. Perpindahan merupakan besaran vektor.
$\Delta s=r_{2}-r_{1}$
dimana:
$\Delta s$ = bersar perpindahan (m)
$r_{1}$ = posisi awal
$r_{2}$ = posisi akhir

B. Kelajuan dan Kecepatan
Kelajuan adalah besarnya jarak yang ditempuh oleh suatu benda dalam setiap satu satuan waktu. Kelajuan merupakan besaran skalar.
$v=\frac{jarak}{waktu}$
Kecepatan adalah besarnya perubahan posisi (perpindahan) yang dialami suatu benda dalam setiap satu satuan waktu. Kecepatan merupakan besaran vektor.
Kecepatan Rata-rata
$\bar{v}=\frac{\Delta s}{\Delta t}=\frac{s_{2}-s_{1}}{t_{2}-t_{1}}$
Kecepatan Sesaat
$v=\lim_{\Delta t\rightarrow 0}\frac{\Delta s}{\Delta t}$
$v=\frac{ds}{dt}$
C. Percepatan
Percepatan adalah besarnya perubahan kecepatan yang dialami suatu benda dalam setiap satu satuan waktu. Percepatan merupakan besaran vektor.
Percepatan Rata-rata
$\bar{a}=\frac{\Delta v}{\Delta t}=\frac{v_{2}-v_{1}}{t_{2}-t_{1}}$
Percepatan Sesaat
$a=\lim_{\Delta t\rightarrow 0}\frac{\Delta v}{\Delta t}$
$a=\frac{dv}{dt}$

D. Gerak Lurus Beraturan (GLB)
Gerak Lurus Beraturan (BLG) adalah gerak benda pada lintasan lurus dengan kecepatan konstan di setiap saat.

Ciri - ciri GLB
1. Lintasan lurus
2. Kecepatan (v) konstan setiap saat
3. Percepatan (a) = 0

Persamaan GLB
$s=v.t$
dimana:
s = jarak (m)
v = kecepatan atau kelajuan (m/s)
t = waktu (s)

Grafik GLB

Pada Grafik $v$ terhadap $t$; jarak ($s$) = luas daerah di bawah grafik

E. Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) adalah gerak benda pada lintasan lurus dengan kecepatan berubah secara beraturan setiap saat.
Ciri - ciri GLBB
1. Lintasan lurus
2. Kecepatan berubah beraturan setiap saat
3. Percepatan konstan

Persamaan GLBB
$s=v_{0}.t+\frac{1}{2}at^{2}$
$v_{t}=v_{0}+a.t$
$v_{t}\, ^{2}=v_{0}\, ^{2}+2as$
dimana:
$v_{0}$ = kecepatan awal (m/s)
$v_{t}$ = kecepatan pada saat t sekon (m/s)
$a$ = percepatan ($m/s^{2}$)

Grafik GLBB

Pada Grafik $v$ terhadap $t$; jarak ($s$) = luas daerah di bawah grafik

F. Gerak Vertikal ke Atas (GVA)
Gerak Vertikal ke Atas adalah gerak benda pada lintasan lurus vertikal ke atas dengan kecepatan berubah diperlambat setiap saat.
Ciri - ciri GVA
1. Lintasan lurus vertikal ke atas
2. Kecepatan berubah beraturan diperlambat setiap saat
3. Percepatan yang dialami benda berlawanan arah dengan percepatan gravitasi bumi ($a=-g$)
4. Benda akan berhenti sesaat ketika mencapai tinggi maksimum.

Persamaan GVA
$h=v_{0}.t-\frac{1}{2}gt^{2}$
$v_{t}=v_{0}-g.t$
$v_{t}\, ^{2}=v_{0}\, ^{2}-2gh$
waktu untuk mencapai ketinggian maksimum:
$t_{max}=\frac{v_{0}}{g}$
tinggi maksimum yang dicapai benda:
$h_{max}=\frac{v_{0}\, ^{2}}{2g}$
dimana:
$h$ = ketinggian yang dicapai benda($m$)
$v_{0}$ = kecepatan awal (m/s)
$v_{t}$ = kecepatan pada saat t sekon (m/s)
$g$ = percepatan gravitasi($m/s^{2}$)

G. Gerak Vertikal ke Bawah (GVB)
Gerak Vertikal ke Bawah adalah gerak benda pada lintasan lurus vertikal ke bawah dengan kecepatan berubah dipercepat setiap saat.
Ciri - ciri GVB
1. Lintasan lurus vertikal ke bawah
2. Bergerak dengan kecepatan awal $v_{0}$
3. Kecepatan berubah beraturan dipercepat setiap saat dari $v_{0}$ ke $v_{t}$
4. Percepatan yang dialami benda searah dengan percepatan gravitasi bumi ($a=+g$)

Persamaan GVB
$h=v_{0}.t+\frac{1}{2}gt^{2}$
$v_{t}=v_{0}+g.t$
$v_{t}\, ^{2}=v_{0}\, ^{2}+2gh$
dimana:
$h$ = jarak yang ditempuh benda($m$)
$v_{0}$ = kecepatan awal (m/s)
$v_{t}$ = kecepatan pada saat t sekon (m/s)
$g$ = percepatan gravitasi($m/s^{2}$)

H. Gerak Jatuh Bebas (GJB)
Gerak Jatuh Bebas adalah gerak benda pada lintasan lurus vertikal ke bawah dengan kecepatan berubah dipercepat setiap saat tanpa adanya kecepatan awal.
Ciri - ciri GJB
1. Lintasan lurus vertikal ke bawah
2. Bergerak tanpa adanya kecepatan awal, $v_{0}=0$
3. Kecepatan berubah beraturan dipercepat setiap saat dari 0 ke $v_{t}$
4. Percepatan yang dialami benda searah dengan percepatan gravitasi bumi ($a=+g$)
5. Gesekan udara diabaikan
6. Benda jatuh dari ketinggian yang tidak terlalu jauh

Persamaan GJB
$h=\frac{1}{2}gt^{2}$
$v_{t}=g.t$
$v_{t}=\sqrt{2.g.h}$
dimana:
$h$ = jarak yang ditempuh benda($m$)
$v_{t}$ = kecepatan pada saat t sekon (m/s)
$g$ = percepatan gravitasi($m/s^{2}$)