Ringkas Gerak & Gaya SMP — Fisika Penyegaran SMP

Setelah ini kamu bisa menjelaskan kelajuan, membedakan GLB dan GLBB secara kualitatif, serta memakai resultan gaya searah untuk mempercepat atau memperlambat benda.

Troli di pasar swalayan kalau didorong pelan-pelan makin lama makin cepat, lalu kamu tarik mundur dan ia melambat. Itu inti pelajaran gerak dan gaya SMP: kelajuan berubah karena ada gaya. Sebelum melangkah ke kinematika dan hukum Newton kelas 11, kamu perlu mengenang dulu bagaimana cara membaca kelajuan, mengenali gerak beraturan vs berubah beraturan, dan menjumlahkan dua gaya searah. Coba lihat sendiri di bawah.

Geser slider percepatan di bawah, lalu amati troli yang makin lama makin cepat saat didorong searah.

Kelajuan: seberapa cepat jarak ditempuh

Di SMP kamu mengenal kelajuan sebagai besaran yang menyatakan berapa jarak ditempuh tiap satuan waktu. Sebuah sepeda yang menempuh 30 meter dalam 5 sekon punya kelajuan rata-rata $v = \dfrac{30}{5} = 6$ m/s. Kelajuan hanya soal “berapa cepat”, tanpa peduli arah — itulah besaran skalar.

Kelajuan rata-rata adalah jarak tempuh dibagi selang waktu, $v = \dfrac{s}{t}$ . Satuannya meter per sekon (m/s).

Bila kelajuan tidak berubah sepanjang gerak, kamu sebut gerak itu beraturan. Bila kelajuannya berubah (makin cepat atau makin lambat), geraknya berubah beraturan asalkan perubahannya tetap tiap sekon.

GLB dan GLBB secara kualitatif

Pada Gerak Lurus Beraturan (GLB), kelajuan konstan. Grafik kelajuan terhadap waktu berupa garis datar. Troli yang sudah meluncur di lantai licin tanpa dorongan tambahan tetap pada kelajuannya — inilah inti hukum I Newton yang akan kamu pelajari kelas 11.

Pada Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB), kelajuan naik atau turun secara tetap tiap sekon. Grafiknya berupa garis miring: naik bila dipercepat, turun bila diperlambat. Lihat grafik di bawah; geser slider percepatan dan rasakan bagaimana kemiringan garis berubah.

Kemiringan garis pada grafik kelajuan-waktu = percepatan. Garis curam naik berarti dipercepat kuat; garis datar berarti tidak ada percepatan (GLB); garis turun berarti diperlambat. Tanda kemiringan langsung memberi tahu arah perubahan kelajuan.

Gaya dan resultan searah

Gaya adalah dorongan atau tarikan yang dapat mengubah gerak benda. Satuannya newton (N). Bila beberapa gaya bekerja pada benda, yang menentukan geraknya adalah resultan — jumlah vektor semua gaya. Untuk gaya-gaya searah (sepanjang satu garis), resultan cukup dijumlahkan seperti bilangan bertanda: gaya ke kanan positif, ke kiri negatif.

$\Sigma F = F_1 + F_2 + \dots$

Arti tiap simbol: $\Sigma F$ resultan gaya (newton), tiap $F_i$ gaya tunggal yang bekerja searah garis. Tanda positif/negatif menyatakan arah (mis. kanan/kiri).

Pada alat di bawah, dua gaya searah bekerja pada benda. Geser slider $F_1$ dan $F_2$ (boleh negatif untuk arah berlawanan), lalu amati resultan $\Sigma F$ pada kurva — inilah gaya total yang membuat benda dipercepat atau diperlambat.

Bila resultan nol, benda tidak dipercepat — ia diam atau bergerak beraturan. Bila resultan ke kanan, benda dipercepat ke kanan. Inilah jembatan menuju hukum II Newton ( $F = ma$ ) yang menunggu di kelas 11.

Coba dulu di kertas, baru buka.

Soal. Sebuah troli didorong ke kanan dengan gaya 8 N. Gesekan lantai menahan ke kiri 3 N. Massa troli 2 kg. (a) Berapa resultan gaya pada troli? (b) Bila troli mula-mula diam, apakah kelajuannya akan bertambah?

Ambil arah ke kanan sebagai positif. Maka gaya dorong $F_{\text{dorong}} = +8$ N dan gaya gesek $F_{\text{gesek}} = -3$ N (lawan arah).

Resultan $\Sigma F = 8 + (-3) = 5$ N ke kanan. Inilah gaya total yang bekerja pada troli.

Karena resultan ke kanan dan troli mula-mula diam, troli akan dipercepat ke kanan — kelajuannya bertambah dari nol. Inilah inti gerak berubah beraturan akibat gaya.

Jebakan: menyamakan kelajuan dan kecepatan. Yang benar: kelajuan hanya soal besarnya (magnitudo, m/s), tanpa arah — besaran skalar. Kecepatan menyertakan arah — besaran vektor. Di SMP kamu fokus kelajuan; perbedaan vektor vs skalar dipertajam di kelas 11.

Jebakan: mengira garis datar pada grafik kelajuan-waktu berarti benda diam. Yang benar: garis datar pada angka bukan nol berarti benda tetap bergerak dengan kelajuan tetap (GLB). Benda diam baru terjadi bila garis berimpit di angka nol.

Jebakan: menjumlahkan gaya tanpa memperhatikan arah. Yang benar: resultan gaya searah harus dijumlahkan bertanda — positif untuk satu arah, negatif untuk arah lawan. Mengabaikan tanda menghasilkan resultan yang salah.

Kelajuan rata-rata $v = s/t$ ; satuannya m/s (besaran skalar).
GLB: kelajuan konstan, grafik kelajuan-waktu garis datar.
GLBB: kelajuan berubah beraturan, grafik miring naik (dipercepat) atau turun (diperlambat).
Gaya = dorongan/tarikan, satuannya newton (N).
Resultan gaya searah = jumlah bertanda; nol → gerak beraturan, bukan nol → dipercepat.